TW201602461A - 基於水環境設施溫差之發電系統 - Google Patents
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Abstract
一種基於水環境設施溫差之發電系統，係應用於一水環境設施，該發電系統包括一吸熱模組、一儲熱模組、一引冷模組及一溫差發電模組。 該吸熱模組在該水環境設施上方或側面設置至少一金屬吸熱板以吸收太陽光熱能。該儲熱模組與該吸熱模組連結，以儲存從該吸熱模組傳送之熱能。該引冷模組引進該水環境設施之水。該溫差發電模組係與該儲熱模組及該引冷模組連結，利用該儲熱模組及該引冷模組之間的溫差產生電力。藉由上述之結構，本發明係以太陽光照射吸熱板所產生之熱能作為熱端，以及水環境設施中的水做為冷端，利用熱端與冷端之溫差加以發電。
Description
本發明係關於一種基於水環境設施溫差之發電系統，特別是一種利用太陽光照射吸熱板所產生之熱能做為熱端，並利用水環境設施中的水做為冷端，利用熱端與冷端之溫差加以發電之基於水環境設施溫差之發電系統。
溫室效應與異常氣候已嚴重影響人類生活環境，能源與環境已成為全球最迫切解決的重要議題，各種再生能源之技術開發是解決上述問題的方法之一。
舉例來說，再生能源中，太陽能光伏發電係用特殊之光電材料，將太陽能轉換為電能；海洋溫差發電係以淺層海水做為熱端(約攝氏23~28度)，深層海水做為冷端(1000公尺深，約攝氏4度)，再以熱端與冷端之間的溫差發電。
然而，太陽能光伏材料之生產過程易造成污染，且耗能過高，而海洋溫差發電由於需要以深層海水做為冷端，因此造價與維護費用較高。
因此，如何設計出一無污染、造價與維護費用較低之再生能源發電系統，便成為相關廠商以及相關研發人員所共同努力的目標。
本發明人有鑑於習知再生能源發電系統之生產過程易造成污染、耗能過高，以及造價與維護費用較高之缺失，乃積極著手進行開發，以期可以改進上述既有之缺點，經過不斷地試驗及努力，終於開發出本發明。
本發明之目的，係提供一種無污染、造價與維護費用較低，基於水環境設施溫差之發電系統。
為了達成上述之目的，本發明之基於水環境設施溫差之發電系統，係應用於一水環境設施，該基於水環境設施溫差之發電系統包括： 一吸熱模組，係在該水環境設施上方或側面設置至少一金屬吸熱板以吸收太陽光之熱能； 一儲熱模組，係與該吸熱模組連結，係以相變材料作為儲熱材料，以儲存從該吸熱模組傳送之熱能； 一引冷模組，係引進該水環境設施之水； 一溫差發電模組，係與該儲熱模組以及該引冷模組連結，利用該儲熱模組以及該引冷模組之間的溫差產生電力。
透過上述之系統，本發明可利用太陽光照射吸熱板所產生之熱能做為熱端，並利用水環境設施中的水做為冷端，利用熱端與冷端之溫差加以發電，而有無污染、造價與維護費用較低等優點。
為使熟悉該項技藝人士瞭解本發明之目的，兹配合圖式將本發明之較佳實施例詳細說明如下。
請參考圖1以及圖3所示，本發明之基於水環境設施溫差之發電系統(1) ，係應用於一水環境設施(2)，該基於水環境設施溫差之發電系統(1)包括： 一吸熱模組(10)，係在該水環境設施(2)上方或側面設置至少一金屬吸熱板以吸收太陽光之熱能； 一儲熱模組(11)，係與該吸熱模組(10)連結，係以相變材料作為儲熱材料，以儲存從該吸熱模組(10)傳送之熱能； 一引冷模組(12)，係引進該水環境設施(2)之水； 一溫差發電模組(13)，係與該儲熱模組(11)以及該引冷模組(12)連結，利用該儲熱模組(11)以及該引冷模組(12)之間的溫差產生電力。
在本發明之一實施例中，該溫差發電模組(13)係為熱電晶片，以熱電效應產生電力，熱電晶片的基本原理是利用「熱電效應」，係由溫差而產生電壓的直接轉換，此種由熱生電的現象，稱為賽貝克效應(Seebeck Effect)，是西元1822年由德國物理學家賽貝克(Seebeck)所察覺的。熱電晶片是由數個p型與n型半導體所串聯而成，熱電轉換器的兩端有了溫差，根據熱平衡理論，高溫面(熱庫)之熱量將流向低溫面(冷庫)，此時n型半導體中的電子載子與p型半導體中的電洞載子便扮演傳遞熱量的角色，而所產生之電流的大小由高溫面與低溫面的溫差決定，溫差越大產生的電流也越大。
在本發明之又一實施例中，該溫差發電模組(13)係為有機朗肯循環發電機，係使用有機溶液作為工作流體，當工作流體經過熱端時會蒸發成氣體，推動渦輪葉片，進而透過線圈與磁鐵之相對運動而發電，有機朗肯循環發電機被廣泛運用在工業廢熱回收、太陽熱能發電、生質能燃燒發電。
在本發明之另一實施例中，該溫差發電模組(13)係為低溫差史特靈引擎，係利用改變引擎內氣體的溫度和壓力，讓流體在兩個冷熱腔室內循環流動，將外界熱源的能量轉換成機械功，推動活塞，進而透過線圈與磁鐵之相對運動而發電。
請參考圖2所示，本發明之基於水環境設施溫差之發電系統(1)更包括一儲電模組，該儲電模組(14)係與該溫差發電模組(13)連結，並儲存該溫差發電模組(13)產生之電力。
本發明之基於水環境設施溫差之發電系統(1)更包括一電能輸出模組(15)，該電能輸出模組(15)係與該儲電模組(14)連結，並依據最終用電需求，輸出正確之電壓並提供足夠之電流。
本發明之基於水環境設施溫差之發電系統(1)更包括一中央監控模組(16)，該中央監控模組(16)係與該吸熱模組(10)、該儲熱模組(11)、該引冷模組(12)、該溫差發電模組(13)、該儲電模組(14)以及該電能輸出模組(15)連結，並透過該吸熱模組(10)、該儲熱模組(11)、該引冷模組(12)、該溫差發電模組(13)、該儲電模組(14)以及該電能輸出模組(15)回傳之訊號，管理與控制該吸熱模組(10)、該儲熱模組(11)、該引冷模組(12)、該溫差發電模組(13)、該儲電模組(14)以及該電能輸出模組(15)。
請參考圖1以及圖3所示，在本發明之一實施例中，該引冷模組(12)包括一水箱(120)以及一散熱鰭片(121)，該水箱(120)包括一水箱入水口(1200)以及一水箱出水口(1201)。該水箱(120)係分別透過該水箱入水口(1200)以及該水箱出水口(1201)引入以及排出該水環境設施(2)之水，並透過該散熱鰭片(121)與該水環境設施(2)之水接觸，進而得到相較於該儲熱模組(11)溫度較低的冷端。
透過上述之系統，本發明可利用太陽光照射吸熱板所產生之熱能做為熱端，並利用水環境設施中的水做為冷端，利用熱端與冷端之溫差加以發電，而有無污染、造價與維護費用較低等優點。再者，其結構型態並非所屬技術領域中之人士所能輕易思及而達成者，實具有新穎性以及進步性無疑。
透過上述之詳細說明，即可充分顯示本發明之目的及功效上均具有實施之進步性，極具產業之利用性價值，且為目前市面上前所未見之新發明，完全符合發明專利要件，爰依法提出申請。唯以上所述著僅為本發明之較佳實施例而已，當不能用以限定本發明所實施之範圍。即凡依本發明專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應屬於本發明專利涵蓋之範圍內，謹請 貴審查委員明鑑，並祈惠准，是所至禱。
(1)‧‧‧基於水環境設施溫差之發電系統
(10)‧‧‧吸熱模組
(11)‧‧‧儲熱模組
(12)‧‧‧引冷模組
(120)‧‧‧水箱
(1200)‧‧‧水箱入水口
(1201)‧‧‧水箱出水口
(121)‧‧‧散熱鰭片
(13)‧‧‧溫差發電模組
(14)‧‧‧儲電模組
(15)‧‧‧電能輸出模組
(16)‧‧‧中央監控模組
(2)‧‧‧水環境設施
(10)‧‧‧吸熱模組
(11)‧‧‧儲熱模組
(12)‧‧‧引冷模組
(120)‧‧‧水箱
(1200)‧‧‧水箱入水口
(1201)‧‧‧水箱出水口
(121)‧‧‧散熱鰭片
(13)‧‧‧溫差發電模組
(14)‧‧‧儲電模組
(15)‧‧‧電能輸出模組
(16)‧‧‧中央監控模組
(2)‧‧‧水環境設施
圖1係本發明之基於水環境設施溫差之發電系統之系統結構圖。 圖2係本發明之基於水環境設施溫差之發電系統之一實施例之系統結構圖。 圖3係本發明之基於水環境設施溫差之發電系統應用於一水環境設施之實施例。
(1)‧‧‧基於水環境設施溫差之發電系統
(10)‧‧‧吸熱模組
(11)‧‧‧儲熱模組
(12)‧‧‧引冷模組
(13)‧‧‧溫差發電模組
Claims (10)
- 一種基於水環境設施溫差之發電系統，係應用於一水環境設施，該基於水環境設施溫差之發電系統包括： 一吸熱模組，係在該水環境設施上方或側面設置至少一金屬吸熱板以吸收太陽光之熱能； 一儲熱模組，係與該吸熱模組連結，係以相變材料作為儲熱材料，以儲存從該吸熱模組傳送之熱能； 一引冷模組，係引進該水環境設施之水； 一溫差發電模組，係與該儲熱模組以及該引冷模組連結，利用該儲熱模組以及該引冷模組之間的溫差產生電力。
- 如申請專利範圍第1項所述之基於水環境設施溫差之發電系統，其中該溫差發電模組係為熱電晶片，以熱電效應產生電力。
- 如申請專利範圍第1項所述之基於水環境設施溫差之發電系統，其中該溫差發電模組係為有機朗肯循環發電機。
- 如申請專利範圍第1項所述之基於水環境設施溫差之發電系統，其中該溫差發電模組係為低溫差史特靈引擎。
- 如申請專利範圍第1至4項任一項所述之基於水環境設施溫差之發電系統，更包括一儲電模組，該儲電模組係與該溫差發電模組連結，並儲存該溫差發電模組產生之電力。
- 如申請專利範圍第5項所述之基於水環境設施溫差之發電系統，更包括一電能輸出模組，該電能輸出模組係與該儲電模組連結，並依據最終用電需求，輸出正確之電壓並提供足夠之電流。
- 如申請專利範圍第6項所述之基於水環境設施溫差之發電系統，更包括一中央監控模組，該中央監控模組係與該吸熱模組、該儲熱模組、該引冷模組、該溫差發電模組、該儲電模組以及該電能輸出模組連結，並透過該吸熱模組、該儲熱模組、該引冷模組、該溫差發電模組、該儲電模組以及該電能輸出模組回傳之訊號，管理與控制該吸熱模組、該儲熱模組、該引冷模組、該溫差發電模組、該儲電模組以及該電能輸出模組。
- 如申請專利範圍第1至4項任一項所述之基於水環境設施溫差之發電系統，該引冷模組包括一水箱以及一散熱鰭片，該水箱包括一水箱入水口以及一水箱出水口，該水箱係分別透過該水箱入水口以及該水箱出水口引入以及排出該水環境設施之水，並透過該散熱鰭片與該水環境設施之水接觸，進而以得到相較於該儲熱模組溫度較低的冷端。
- 如申請專利範圍第5項所述之基於水環境設施溫差之發電系統，該引冷模組包括一水箱以及一散熱鰭片，該水箱包括一水箱入水口以及一水箱出水口，該水箱係分別透過該水箱入水口以及該水箱出水口引入以及排出該水環境設施之水，並透過該散熱鰭片與該水環境設施之水接觸，進而以得到相較於該儲熱模組溫度較低的冷端。
- 如申請專利範圍第6或7項所述之基於水環境設施溫差之發電系統，該引冷模組包括一水箱以及一散熱鰭片，該水箱包括一水箱入水口以及一水箱出水口，該水箱係分別透過該水箱入水口以及該水箱出水口引入以及排出該水環境設施之水，並透過該散熱鰭片與該水環境設施之水接觸，進而以得到相較於該儲熱模組溫度較低的冷端。
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| TW103123497A TW201602461A (zh) | 2014-07-08 | 2014-07-08 | 基於水環境設施溫差之發電系統 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| TW103123497A TW201602461A (zh) | 2014-07-08 | 2014-07-08 | 基於水環境設施溫差之發電系統 |
Publications (1)
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| TW201602461A true TW201602461A (zh) | 2016-01-16 |
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Family Applications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI596260B (zh) * | 2016-10-12 | 2017-08-21 | Method and system for deep ocean water draw and method and system for generating electricity and its application |
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2014
- 2014-07-08 TW TW103123497A patent/TW201602461A/zh unknown
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