CN211930522U - 一种辐射制冷半导体温差发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种辐射制冷半导体温差发电系统，其特征是包括辐射制冷层、半导体热电转换装置、蓄电池、控制器、输出接口、热源；其中辐射制冷层覆盖于半导体热电转换装置的上表面，热源安装于半导体热电转换装置的下表面，半导体热电转换装置通过导线连接控制器，蓄电池安装于控制器的内部，输出接口通过导线安装于控制器的下方。本实用新型利用向太空辐射制冷技术，辐射制冷效率高，且不受昼夜与天气影响；结合半导体温差发电新技术构成辐射制冷半导体温差发电系统，具有原理简单、不限时段均运行的优势，非常适用于偏远落后地区或海洋地区自主供电，相比传统火力发电系统有效减少了温室效应和燃烧废气造成的环境污染。

Description

一种辐射制冷半导体温差发电系统

技术领域

本实用新型提出的是一种辐射制冷半导体温差发电系统，属于新能源发电技术领域。

背景技术

随着人们生活水平的提高，对电力能源的需求量也逐渐增加，伴随着大量能源的开采与消耗，传统的火力发电系统所导致的能源短缺和环境污染问题迫使人们寻求更环保洁净的新能源，如太阳能光伏发电、风力发电等新能源发电技术已逐渐成为目前电力行业领域的研究热点。

在新能源发电技术中，温差热发电技术是一种利用高、低温热源之间的温差，使得半导体产生直流电压，利用塞贝尔效应将热能直接转换为电能的技术，但目前温差发电技术通常采用地温或海水温差进行发电，也有利用人体温差进行发电的方案，因温差通常较小，发电效率较低，无法实现大规模供电，且依然受地形、环境等条件限制，难以进行推广应用。

太空辐射制冷技术基于长波辐射的热损失原理，使物体的热量以红外辐射传热形式，穿过大气散发至太空，辐射制冷材料能够使被覆盖物体的热量以红外波长形式向太空（平均温度为-270.3℃）辐射，降温幅度明显，实现低费高效制冷。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有发电系统存在的上述缺陷，提出一种辐射制冷半导体温差发电系统，将辐射制冷技术与半导体温差热发电技术相结合，利用通过辐射制冷产生的温差发电并储存电能。

本实用新型的技术解决方案：一种辐射制冷半导体温差发电系统，其特征是包括辐射制冷层、半导体热电转换装置、蓄电池、控制器、输出接口、热源；其中辐射制冷层由辐射制冷涂料或辐射制冷薄膜组成，覆盖于半导体热电转换装置的上表面；热源安装于半导体热电转换装置的下表面；半导体热电转换装置由多个半导体温差发电片组成，半导体温差发电片串联或并联或混联接入控制器通过导线连接控制器，蓄电池安装于控制器的内部，控制器将半导体热电转换装置生成电能用于蓄电池的充电，同时控制安装于控制器的下方的输出接口将蓄电池中的电能输出到其他用电器，输出接口包括标准usb输出接口或其他种类输出接口。

相比现有技术而言，本实用新型的优点在于：

1）利用向太空辐射制冷技术，辐射制冷效率高，且不受昼夜与天气影响；

2）结合半导体温差发电新技术构成辐射制冷半导体温差发电系统，具有原理简单、不限时段均运行的优势，非常适用于偏远落后地区或海洋地区自主供电；

3）相比传统火力发电系统有效减少了温室效应和燃烧废气造成的环境污染。

附图说明

附图1是本实用新型控制二氧化碳释放量的装置结构示意图。

附图2是半导体热电转换装置的电路结构示意图。

附图3是控制器的电路结构示意图。

图中1是辐射制冷层，2是半导体热电转换装置，3是蓄电池，4是控制器，5是输出接口，6是热源。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型的技术方案。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”“纵向”“横向”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型提供了一种辐射制冷半导体温差发电系统，其结构包括：辐射制冷层1、半导体热电转换装置2、蓄电池3、控制器4、输出接口5、热源6；其中辐射制冷层1覆盖于半导体热电转换装置2的上表面，热源6安装于半导体热电转换装置2的下表面，半导体热电转换装置2通过导线连接控制器4，蓄电池3安装于控制器4的内部，输出接口5通过导线安装于控制器4的下方。

所述辐射制冷层1由辐射制冷涂料或辐射制冷薄膜组成，用于向太空辐射热量，制造与热源6之间的温差。所述辐射制冷涂料可选用宁波瑞凌辐射制冷科技有限公司生产的辐射制冷功能涂料（专利申请号201910607455.2），辐射制冷功能层对太阳光谱能量的反射率大于等于80％，大气窗口发射率大于等于80％，在常温下能提供100w/m2以上的辐射制冷功率。或Pc Krause And Associates, Inc.生产的辐射制冷合成材料（专利号US20160356561A1）等辐射制冷涂料产品。所述辐射制冷涂料在常温下约可提供10^oC左右温差。

所述半导体热电转换装置2用于利用温差产生电能，由多个半导体温差发电片组成，半导体温差发电片根据需求由串联或并联或混联接入控制器4。所述半导体温差发电片选用SP1848-27145、TEC1-12715等型号，以SP1848-27145型发电片为例，组装电路如图2所示，多个半导体温差发电片粘合在导热板上形成半导体热电转换装置，10^oC左右温差情况下可提供3V左右电压，内阻约2Ω。

所述蓄电池3用于存储半导体热电转换装置2产生的电能。

所述控制器4可将半导体热电转换装置2生成电能用于蓄电池3的充电，同时可以控制输出接口5将蓄电池3中的电能输出到其他用电器。如采用图3所示的双刀双掷开关结构，将蓄电池3同时连接半导体热电转换装置2和输出接口5，充电电路可选用一般太阳能电池充电电路。

所述输出接口5包含标准usb输出接口或其他种类输出接口。

所述热源6用于提供稳定温度，可采用如火力发电厂余热、核电站发电余热、工业生产余热、地热、水热等各种方式进行供热。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种辐射制冷半导体温差发电系统，其特征是包括辐射制冷层（1）、半导体热电转换装置（2）、蓄电池（3）、控制器（4）、输出接口（5）、热源（6）；其中辐射制冷层（1）覆盖于半导体热电转换装置（2）的上表面，热源（6）安装于半导体热电转换装置（2）的下表面，半导体热电转换装置（2）通过导线连接控制器（4），蓄电池（3）安装于控制器（4）的内部，输出接口（5）通过导线安装于控制器（4）的下方。

2.根据权利要求1所述的一种辐射制冷半导体温差发电系统，其特征是所述辐射制冷层（1）由辐射制冷涂料或辐射制冷薄膜组成。

3.根据权利要求1所述的一种辐射制冷半导体温差发电系统，其特征是所述半导体热电转换装置（2）由多个半导体温差发电片组成，半导体温差发电片串联或并联或混联接入控制器（4）。

4.根据权利要求1所述的一种辐射制冷半导体温差发电系统，其特征是所述蓄电池（3）用于存储半导体热电转换装置（2）产生的电能。

5.根据权利要求1所述的一种辐射制冷半导体温差发电系统，其特征是所述控制器（4）将半导体热电转换装置（2）生成电能用于蓄电池（3）的充电，同时控制输出接口（5）将蓄电池（3）中的电能输出到其他用电器。

6.根据权利要求1所述的一种辐射制冷半导体温差发电系统，其特征是所述输出接口（5）包括标准usb输出接口或其他种类输出接口。

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