CN209896945U - 一种利用干热岩热能的温差发电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用干热岩热能的温差发电设备，包括导热机构和半导体发电组件，所述半导体发电组件包括水平的上板和水平的下板，所述上板和下板之间设置有多个竖直的P极半导体板和多个竖直的N极半导体板，所述P极半导体板和N极半导体板交替设置，且多个P极半导体板和多个N极半导体板串联连接，位于两边的P极半导体板或者N极半导体板连接有输出电缆；所述下板通过安装在导热机构的上端。本装置的半导体发电组件的结构简单，与现有的发电设备相比，实施成本大幅度降低。此外，利用导热机构直接吸收并传到干热岩层的热量，不需要使用其他的介质(如水等)，实施方便，运行成本低。

Description

一种利用干热岩热能的温差发电设备

技术领域

本实用新型属于发电设备领域，尤其是一种利用干热岩热能的温差发电设备。

背景技术

地热能是一种绿色低碳，可循环利用的可再生资源，具有储量的、分布广、清洁环保、稳定可靠等特点，是一种现实可行且具有竞争力的清洁能源。目前干热岩发电技术还处在初期的发展探索阶段，目前基本技术研发方向是将热能传导至地面，将其转化为动能然后带动发电机进行发电，如采用物理蒸发的方式进行发电，对沸点低的易蒸发液体(如液氨)进行加热蒸发，蒸发的气体带动叶轮机进行发电等，配套设施种类繁多，成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单的利用干热岩热能的温差发电设备。

本实用新型的目的是这样实现的：一种利用干热岩热能的温差发电设备，包括导热机构和半导体发电组件，所述半导体发电组件包括水平的上板和水平的下板，所述上板和下板之间设置有多个竖直的P极半导体板和多个竖直的N极半导体板，所述P极半导体板和N极半导体板交替设置，且多个P极半导体板和多个N极半导体板串联连接，位于两边的P极半导体板或者N极半导体板连接有输出电缆；所述下板通过安装在导热机构的上端。

进一步地，所述导热机构的上端设置有散热换热机构，所述下板安装于散热换热机构上。

进一步地，所述散热换热机构包括定位盖，所述定位盖的上表面设置有多个竖直的导热翅片，所述定位盖与导热机构螺纹连接，所述下板与导热翅片的上端相连。

进一步地，所述上板的下表面和下板的上表面均设置有多个连接片，多个P极半导体板和多个N极半导体板通过连接片串联连接，位于两边的P极半导体板或者N极半导体板通过连接片与输出电缆相连。

进一步地，所述导热机构包括外部套筒和内部套筒，所述内部套筒位于外部套筒内部，且外部套筒与内部套筒之间设置有多个导热叶片，导热叶片的长度方向为内部套筒的轴向，多个导热叶片围绕内部套筒均匀分布。

进一步地，所述内部套筒为多个，多个内部套筒同轴设置，且相邻两个内部套筒之间设置有多个导热叶片。

进一步地，所述导热叶片的表面覆盖有石墨烯膜。

进一步地，：所述导热叶片为铝板。

进一步地，所述外部套筒和内部套筒均为圆筒形。

进一步地，所述外部套筒的下端设置有水平的支撑环板，内部套筒的下端设置有支撑板。

本实用新型的有益效果是：半导体发电组件利用干热岩的高温热能与常温之间的温度差进行发电，发电的原理为在两种不同的金属所组成的闭合回路中，当两接触处的温度不同时，回路中会产生一个电势，即为“塞贝克效应”。半导体发电组件的结构简单，与现有的发电设备相比，实施成本大幅度降低。此外，利用导热机构直接吸收并传到干热岩层的热量，不需要使用其他的介质(如水等)，实施方便，运行成本低。

附图说明

图1是本实用新型使用时的主视示意图；

图2是本实用新型导热机构的俯视示意图；

图3是本实用新型导热机构的主视局部剖视示意图；

图4是导热机构的导热叶片断面图；

图5是导热机构使用时的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示，本实用新型的一种利用干热岩热能的温差发电设备，包括导热机构10和半导体发电组件，所述半导体发电组件包括水平的上板20和水平的下板30，所述上板20和下板30之间设置有多个竖直的P极半导体板40和多个竖直的N极半导体板50，所述P极半导体板40和N极半导体板50交替设置，且多个P极半导体板40和多个N极半导体板50串联连接，位于两边的P极半导体板40或者N极半导体板50连接有输出电缆60；所述下板30通过安装在导热机构10的上端。

导热机构10用于将干热岩层100的热量传导至地表，以供半导体发电组件进行利用，导热机构10可采用现有的各种导热效率高的管件等，作为优选的技术方案：如图2、图3、图4和图5所示，所述导热机构10包括外部套筒1和内部套筒2，所述外部套筒1和内部套筒2的两端敞口，所述内部套筒2位于外部套筒1内部，且外部套筒1与内部套筒2之间设置有多个导热叶片3，导热叶片3的长度方向为内部套筒2的轴向，多个导热叶片3围绕内部套筒2均匀分布。

导热叶片3采用导热系数高的材质，优选采用铝板。为了提高导热效果，在导热叶片3表面覆盖有石墨烯膜4，石墨烯膜4为新兴的导热膜，导热系数非常高，且具有高柔性，与导热叶片3结合使用，可以有效提高导热效率。导热叶片3的厚度应当较小，可低至2mm，数量应当较多，分布比较密集，以确保良好的导热效果。外部套筒1主要用于保护导热叶片3，因此，外部套筒1可采用强度较高的材质，如不锈钢等。内部套筒2用于安装导热叶片3，可以采用不锈钢筒体或者铝合金筒体，导热叶片3可焊接在内部套筒2的外壁。所述外部套筒1的下端设置有水平的支撑环板5，内部套筒2的下端设置有支撑板6，支撑板6覆盖内部套筒2的下端口，支撑环板5和支撑板6起到支撑作用，可提高装置的稳定性。

为了进一步地提高导热效率，所述内部套筒2为多个，多个内部套筒2同轴设置，且相邻两个内部套筒2之间设置有多个导热叶片3。内部套筒2的具体数量可以根据实际情况确定。

外部套筒1和内部套筒2的端面可以是矩环形、椭圆形等，优选的，所述外部套筒1和内部套筒2均为圆筒形。

半导体发电组件是利用温差发电的设备，发电的原理为在两种不同的金属所组成的闭合回路中，当两接触处的温度不同时，回路中会产生一个电势，即为“塞贝克效应”。在本实用新型中，下板30靠近导热机构10上端，处于高温区域，而上板20位于下板30的上方，处于低温区域，P极半导体板40和N极半导体板50的下端处于高温区域，上端处于低温区域，在温差的作用下，多个P极半导体板40和多个N极半导体板50串联连接而成的回路中即能够产生电流。上板20和下板30采用导热系数较高的绝缘材质。P极半导体板40和N极半导体板50的数量可以是5个。

所述导热机构1的上端设置有散热换热机构，所述下板30安装于散热换热机构上，散热换热机构的作用在于将热量传递至下板30的同时将部分热量散失掉，避免导致半导体发电组件的温度过高而影响发电效率。具体地，所述散热换热机构包括定位盖70，所述定位盖70的上表面设置有多个竖直的导热翅片80，所述定位盖70与导热机构10螺纹连接，即可将定位盖70旋在外部套筒1的顶部外壁，所述下板30与导热翅片80的上端相连。

所述上板20的下表面和下板30的上表面均设置有多个连接片90，连接片90采用导电的金属片，多个P极半导体板40和多个N极半导体板50通过连接片90串联连接，位于两边的P极半导体板40或者N极半导体板50通过连接片90与输出电缆60相连。

使用本导热机构10时，将导热机构10的下部埋入干热岩层100，上部穿过土壤层200并达到地表，干热岩层100的热量传递至导热叶片3，热量经过导热叶片3传递至本装置的上端，再经过散热换热机构传递至下板30所在的高温区域，使得半导体发电组件的顶部和底部产生较大的温差，利用塞贝克效应即可产生电流。半导体发电组件的结构简单，与现有的发电设备相比，实施成本大幅度降低。此外，利用导热机构10直接吸收并传到干热岩层100的热量，不需要使用其他的介质(如水等)，实施方便，运行成本低。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用干热岩热能的温差发电设备，其特征在于：包括导热机构(10)和半导体发电组件，所述半导体发电组件包括水平的上板(20)和水平的下板(30)，所述上板(20)和下板(30)之间设置有多个竖直的P极半导体板(40)和多个竖直的N极半导体板(50)，所述P极半导体板(40)和N极半导体板(50)交替设置，且多个P极半导体板(40)和多个N极半导体板(50)串联连接，位于两边的P极半导体板(40)或者N极半导体板(50)连接有输出电缆(60)；所述下板(30)通过安装在导热机构(10)的上端。

2.根据权利要求1所述的一种利用干热岩热能的温差发电设备，其特征在于：所述导热机构(10)的上端设置有散热换热机构，所述下板(30)安装于散热换热机构上。

3.根据权利要求2所述的一种利用干热岩热能的温差发电设备，其特征在于：所述散热换热机构包括定位盖(70)，所述定位盖(70)的上表面设置有多个竖直的导热翅片(80)，所述定位盖(70)与导热机构(10)螺纹连接，所述下板(30)与导热翅片(80)的上端相连。

4.根据权利要求1所述的一种利用干热岩热能的温差发电设备，其特征在于：所述上板(20)的下表面和下板(30)的上表面均设置有多个连接片(90)，多个P极半导体板(40)和多个N极半导体板(50)通过连接片(90)串联连接，位于两边的P极半导体板(40)或者N极半导体板(50)通过连接片(90)与输出电缆(60)相连。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种利用干热岩热能的温差发电设备，其特征在于：所述导热机构(10)包括外部套筒(1)和内部套筒(2)，所述内部套筒(2)位于外部套筒(1)内部，且外部套筒(1)与内部套筒(2)之间设置有多个导热叶片(3)，导热叶片(3)的长度方向为内部套筒(2)的轴向，多个导热叶片(3)围绕内部套筒(2)均匀分布。

6.根据权利要求5所述的一种利用干热岩热能的温差发电设备，其特征在于：所述内部套筒(2)为多个，多个内部套筒(2)同轴设置，且相邻两个内部套筒(2)之间设置有多个导热叶片(3)。

7.根据权利要求5所述的一种利用干热岩热能的温差发电设备，其特征在于：所述导热叶片(3)的表面覆盖有石墨烯膜(4)。

8.根据权利要求5所述的一种利用干热岩热能的温差发电设备，其特征在于：所述导热叶片(3)为铝板。

9.根据权利要求5所述的一种利用干热岩热能的温差发电设备，其特征在于：所述外部套筒(1)和内部套筒(2)均为圆筒形。

10.根据权利要求5所述的一种利用干热岩热能的温差发电设备，其特征在于：所述外部套筒(1)的下端设置有水平的支撑环板(5)，内部套筒(2)的下端设置有支撑板(6)。

Images