專利名稱:利用溫差發(fā)電的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種發(fā)電裝置,特別涉及利用溫差發(fā)電的方法及其裝置。
背景技術(shù):
我們需要充足的、可持續(xù)的、清潔的和盡可能方便的電能。目前,發(fā)電裝置多以火力發(fā)電、水利發(fā)電和核能發(fā)電裝置為主,同時(shí)還有風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電和潮汐發(fā)電等新型發(fā)電裝置。但分別存在以下缺點(diǎn)1.火力發(fā)電需要大量的化學(xué)燃料,而地球上的化學(xué)燃料經(jīng)過(guò)人類幾百年的無(wú)序開(kāi)采已經(jīng)日益枯竭,同時(shí)成本日益增加,并且化學(xué)燃料在燃燒的過(guò)程中產(chǎn)生大量的有毒氣體和粉塵以及引發(fā)溫室效應(yīng)的氣體二氧化碳等,還有在目前技術(shù)條件下,這種發(fā)電方式的效率較低,造成大量的能源浪費(fèi)。2.水利發(fā)電需要充足的水源,受地理環(huán)境因素制約嚴(yán)重,同時(shí)該工程巨大、投資巨大、建設(shè)周期長(zhǎng)、牽涉到移民等政務(wù)甚至關(guān)系到國(guó)土防務(wù)安全問(wèn)題,并且攔河筑壩對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞。3.核能發(fā)電具有技術(shù)門檻高、政治門檻高、經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)高和廢料處理成本高等問(wèn)題, 并且該發(fā)電方式效率較低,造成大量的能源浪費(fèi)。4.風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電和潮汐發(fā)電等受地理環(huán)境因素制約嚴(yán)重,同時(shí)很不穩(wěn)定,并且目前成本較高很難普及。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于這樣的課題而成,并提供一種利用溫差發(fā)電的方法及其裝置,旨在利用水表面與水下的溫差、地表與地下的溫差、低空與高空的溫差等,解決目前的能源和環(huán)境的問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下利用溫差發(fā)電的方法,其特征在于一種熱導(dǎo)體,該熱導(dǎo)體被隔熱管包裹在其中, 而使只有該熱導(dǎo)體兩端才能與外界環(huán)境接觸;通過(guò)把一條該熱導(dǎo)體的一端放置在相對(duì)低溫的環(huán)境中、而另一端被連接在一個(gè)發(fā)電機(jī)組中需要降溫或者低溫的部分以及把另一條該熱導(dǎo)體的一端放置在相對(duì)高溫的環(huán)境中、而另一端被連接在同一個(gè)該發(fā)電機(jī)組中需要加熱或者高溫的部分,由于熱導(dǎo)體的導(dǎo)熱性能而使該發(fā)電機(jī)組不同的部分之間有了溫度差,于是該發(fā)電機(jī)組就可以利用該溫差發(fā)電;該發(fā)電機(jī)組可以是半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊,也可以是火力發(fā)電系統(tǒng);當(dāng)該發(fā)電機(jī)組為半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊時(shí),該發(fā)電機(jī)組中需要低溫的部分是該模塊的冷面,需要高溫的部分是該模塊的熱面;當(dāng)該發(fā)電機(jī)組為火力發(fā)電系統(tǒng)時(shí),該發(fā)電機(jī)組中需要降溫的部分是該系統(tǒng)的冷凝器,需要加熱的部分是該系統(tǒng)的鍋爐。利用溫差發(fā)電的裝置,其特征在于該發(fā)電裝置包括集熱器、散熱器、發(fā)電機(jī)組、熱導(dǎo)體和隔熱管,集熱器被放置在相對(duì)高溫的環(huán)境中,該集熱器通過(guò)熱導(dǎo)體與發(fā)電機(jī)組中需要高溫或者加熱的部分連接,散熱器被放置在相對(duì)低溫的環(huán)境中,該散熱器通過(guò)熱導(dǎo)體與發(fā)電機(jī)組中需要低溫或者降溫的部分連接,發(fā)電機(jī)組是半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊或者火力發(fā)電系統(tǒng),該發(fā)電機(jī)組被隔熱管完全包裹在里面,熱導(dǎo)體被隔熱管包裹在其中而使其只有兩端才能與外界環(huán)境接觸。在本發(fā)明的發(fā)電裝置中,集熱器和散熱器是由導(dǎo)熱材料制成的,并且它們是可以根據(jù)環(huán)境的變化而實(shí)時(shí)移動(dòng)的。在本發(fā)明的發(fā)電方法中或本發(fā)明的發(fā)電裝置中,隔熱管是由隔熱材料制成的,其管壁具有真空隔熱層和防輻射涂層。在本發(fā)明的發(fā)電裝置中,熱導(dǎo)體與發(fā)電機(jī)組中需要加熱或者高溫的部分、需要降溫或者低溫的部分的連接是可以通過(guò)開(kāi)關(guān)來(lái)控制的。在本發(fā)明的發(fā)電裝置中,發(fā)電機(jī)組可以是半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊,也可以是火力發(fā)電系統(tǒng)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)可以較容易地利用自然環(huán)境中水表面與水下的溫差、地表與地下的溫差、低空與高空的溫差等,解決目前的能源和環(huán)境的問(wèn)題。
圖1是本發(fā)明的概略結(jié)構(gòu)的主視剖面圖。
圖號(hào)說(shuō)明
1集熱器2熱導(dǎo)體
3發(fā)電機(jī)組中需要加熱或者高溫的部分4開(kāi)關(guān)組
5隔熱層6發(fā)電機(jī)組
7發(fā)電機(jī)組中需要降溫或者低溫的部分8開(kāi)關(guān)組
9隔熱管10熱導(dǎo)體
11散熱器
具體實(shí)施例方式下面按照
用于實(shí)施本發(fā)明的最佳實(shí)施方式。圖1示出示了本發(fā)明的利用溫差發(fā)電的方法及其裝置的最佳實(shí)施方式。該發(fā)電裝置的構(gòu)造包含如下集熱器1,該集熱器是由導(dǎo)熱性能優(yōu)良的材料制成的,該集熱器具有外肋結(jié)構(gòu),該集熱器被放在相對(duì)高溫的環(huán)境中,該集熱器與熱導(dǎo)體2的一端連接,該集熱器被用于通過(guò)與高溫環(huán)境中的介質(zhì)充分接觸而采集熱量。熱導(dǎo)體2,該熱導(dǎo)體是由導(dǎo)熱性能優(yōu)良的材料制成的,該熱導(dǎo)體被包裹在隔熱管9 中,只有與集熱器1連接的部分才可以與外界環(huán)境接觸而傳導(dǎo)熱量,該熱導(dǎo)體的另一端與發(fā)電機(jī)組6中需要加熱或者高溫的部分3連接,該熱導(dǎo)體被用于通過(guò)熱傳導(dǎo)的方式把熱量從集熱器1傳遞至發(fā)電機(jī)組6中需要加熱或者高溫的部分3。發(fā)電機(jī)組6,該發(fā)電機(jī)組可以是半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊,也可以是火力發(fā)電系統(tǒng),該發(fā)電機(jī)組被隔熱管9完全包裹在其中,該發(fā)電機(jī)組中的需要降溫或者低溫的部分7與熱導(dǎo)體10連接,該發(fā)電機(jī)組中除了需要加熱或者高溫的部分3和需要降溫或者低溫的部分7 外,其余部分被隔熱層5包裹在其中,該發(fā)電機(jī)組被用于將通過(guò)該發(fā)電機(jī)組的熱量轉(zhuǎn)化為電能。隔熱層5,該隔熱層是由隔熱材料制成的,該隔熱層具有真空隔熱層和防輻射的涂層,該隔熱被用于,通過(guò)把發(fā)電機(jī)組中其余的部分包裹起來(lái),而使經(jīng)過(guò)發(fā)電機(jī)組6的熱量完全從需要加熱或者高溫的部分3流向需要降溫或者低溫的部分7,以提高其效率。發(fā)電機(jī)組中需要加熱或者高溫的部分3,該部分是由導(dǎo)熱材料制成的,當(dāng)發(fā)電機(jī)組 6為半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊時(shí),該部分為半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊中的熱面;當(dāng)發(fā)電機(jī)組6為火力發(fā)電系統(tǒng)時(shí),該部分為鍋爐;該部分被用于給發(fā)電機(jī)組6提供熱源。發(fā)電機(jī)組中需要降溫或者低溫的部分7,該部分是由導(dǎo)熱材料制成的,當(dāng)發(fā)電機(jī)組 6為半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊時(shí),該部分為半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊中的冷面;當(dāng)發(fā)電機(jī)組6為火力發(fā)電系統(tǒng)時(shí),該部分為冷凝器;該部分被用于把發(fā)電機(jī)組6中多余的熱量散失掉。散熱器11,該散熱器是由導(dǎo)熱性能優(yōu)良的材料制成的,該散熱器具有外肋結(jié)構(gòu),該散熱器被放在相對(duì)低溫的環(huán)境中,該散熱器與熱導(dǎo)體10的一端連接,該散熱器被用于通過(guò)與低溫環(huán)境中的介質(zhì)充分接觸而散失熱量。熱導(dǎo)體10,該熱導(dǎo)體是由導(dǎo)熱性能優(yōu)良的材料制成的,該熱導(dǎo)體被包裹在隔熱管 9中,只有與散熱器11連接的部分才可以與外界環(huán)境接觸而傳導(dǎo)熱量,該熱導(dǎo)體的另一端與發(fā)電機(jī)組6中需要降溫或者低溫的部分7連接,該熱導(dǎo)體被用于通過(guò)熱傳導(dǎo)的方式把發(fā)電機(jī)組6中多余的熱量傳遞至散熱器11。開(kāi)關(guān)組4和8,該開(kāi)關(guān)組4和8分別是由兩個(gè)開(kāi)關(guān)構(gòu)成的,該開(kāi)關(guān)是由隔熱材料制成的流量控制閥與一定的導(dǎo)熱液體組成的;當(dāng)流量控制閥關(guān)閉時(shí),導(dǎo)熱液體被分隔成兩部分而使該開(kāi)關(guān)處于隔熱狀態(tài);當(dāng)流量控制閥打開(kāi)時(shí),導(dǎo)熱液體匯聚在一起而使該開(kāi)關(guān)處于導(dǎo)熱狀態(tài);該開(kāi)關(guān)組4、8把熱導(dǎo)體2、10與發(fā)電機(jī)組6中發(fā)電機(jī)組中需要加熱或者高溫的部分3、發(fā)電機(jī)組中需要降溫或者低溫的部分7完全分隔開(kāi),開(kāi)關(guān)組4和8被用于,根據(jù)散熱器 1與11所在環(huán)境中溫度的變化,通過(guò)調(diào)整該開(kāi)關(guān)而使發(fā)電機(jī)組6中需要加熱或者高溫的部分3始終與熱源連接、發(fā)電機(jī)組6中需要降溫或者低溫的部分7始終與冷源連接。隔熱管9,該隔熱管是由隔熱材料制成的,該隔熱管的管壁具有真空隔熱層和防輻射的涂層,該隔熱管把熱導(dǎo)體2、10和發(fā)電機(jī)組6包裹在里面,該隔熱管被用于最大可能地降低熱導(dǎo)體2、熱導(dǎo)體10、發(fā)電機(jī)組6與外界環(huán)境的熱傳遞的速率,而使該裝置中的熱傳遞盡可能地只是發(fā)生在散熱器11與集熱器1之間。半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊,該模塊是由多塊半導(dǎo)體發(fā)電芯片組成,每個(gè)芯片由多個(gè)半導(dǎo)體PN結(jié)串聯(lián)而成?;鹆Πl(fā)電系統(tǒng),該系統(tǒng)是指在封閉的環(huán)境中,通過(guò)鍋爐給相應(yīng)的介質(zhì)加熱,而使其汽化后推動(dòng)汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī),然后在冷凝器中給其降溫,而使其液化后流回鍋爐的發(fā)電系統(tǒng);或者是在封閉的環(huán)境中,通過(guò)鍋爐給相應(yīng)的介質(zhì)加熱,而使其汽化后在內(nèi)能的作用下上升至高處,然后在冷凝器中給其降溫,而使其液化后從高處落下推動(dòng)水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的發(fā)電系統(tǒng)。以利用海水的溫差發(fā)電為例海水表面年平均水溫約為17攝氏度,在深度1000米處的水溫約為4攝氏度。這樣我們就可以利用該溫差,首先把該發(fā)電裝置的散熱器11放置在水下1000米深處,然后,根據(jù)實(shí)際情況把集熱器1放置在水表面、陸地上或者空氣中而使散熱器11與集熱器1之間的溫差盡可能的大,這樣一來(lái)該發(fā)電裝置就可以工作了,雖然效率可能較低,但是其生產(chǎn)過(guò)程的成本為零,所以我們可以大規(guī)模大量地使用。
權(quán)利要求
1.利用溫差發(fā)電的方法,其特征在于一種熱導(dǎo)體,該熱導(dǎo)體被隔熱管包裹在其中,而使只有該熱導(dǎo)體兩端才能與外界環(huán)境接觸;通過(guò)把一條該熱導(dǎo)體的一端放置在相對(duì)低溫的環(huán)境中、而另一端被放置在一個(gè)發(fā)電機(jī)組中需要降溫或者低溫的部分以及把另一條該熱導(dǎo)體的一端放置在相對(duì)高溫的環(huán)境中、而另一端被放置在同一個(gè)該發(fā)電機(jī)組中需要加熱或者高溫的部分,由于熱導(dǎo)體的導(dǎo)熱性能而使該發(fā)電機(jī)組不同的部分之間有了溫度差,于是該發(fā)電機(jī)組就可以利用該溫差發(fā)電;該發(fā)電機(jī)組可以是半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊,也可以是火力發(fā)電系統(tǒng);當(dāng)該發(fā)電機(jī)組為半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊時(shí),該發(fā)電機(jī)組中需要低溫的部分是該模塊的冷面,需要高溫的部分是該模塊的熱面;當(dāng)該發(fā)電機(jī)組為火力發(fā)電系統(tǒng)時(shí),該發(fā)電機(jī)組中需要降溫的部分是該系統(tǒng)的冷凝器,需要加熱的部分是該系統(tǒng)的鍋爐。
2.利用溫差發(fā)電的裝置,其特征在于該發(fā)電機(jī)組包括集熱器、散熱器、發(fā)電機(jī)組、熱導(dǎo)體和隔熱管,集熱器被放置在相對(duì)高溫的環(huán)境中,該集熱器通過(guò)熱導(dǎo)體與發(fā)電機(jī)組中需要高溫或者加熱的部分連接,散熱器被放置在相對(duì)低溫的環(huán)境中,該散熱器通過(guò)熱導(dǎo)體與發(fā)電機(jī)組中需要低溫或者降溫的部分連接,發(fā)電機(jī)組是半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊或者火力發(fā)電系統(tǒng),該發(fā)電機(jī)組被隔熱管完全包裹在里面,熱導(dǎo)體被隔熱管包裹在其中而使其只有兩端才能與外界環(huán)境接觸。
3.如權(quán)利要求2所述的利用溫差發(fā)電的裝置,其特征在于所述集熱器和散熱器是由導(dǎo)熱材料制成的,并且它們是可以根據(jù)環(huán)境的變化而實(shí)時(shí)移動(dòng)的。
4.如權(quán)利要求1所述的利用溫差發(fā)電的方法或權(quán)利要求2所述的利用溫差發(fā)電的裝置,其特征在于所述隔熱管是由隔熱材料制成的,其管壁具有真空隔熱層和防輻射的涂層。
5.如權(quán)利要求2所述的利用溫差發(fā)電的裝置,其特征在于所述熱導(dǎo)體與發(fā)電機(jī)組中需要加熱或者高溫的部分、需要降溫或者低溫的部分的連接是可以通過(guò)開(kāi)關(guān)來(lái)控制的。
6.如權(quán)利要求2所述的利用溫差發(fā)電的裝置,其特征在于所述發(fā)電機(jī)組可以是半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊,也可以是火力發(fā)電系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明利用溫差發(fā)電的方法及其裝置,其發(fā)電方法是通過(guò)使用被隔熱管包裹在里面而使其只有兩端才能與外界環(huán)境接觸的熱導(dǎo)體,把相對(duì)低溫的環(huán)境與發(fā)電機(jī)組中需要降溫或者低溫的部分連接,以及把相對(duì)高溫的環(huán)境與發(fā)電機(jī)組中需要加熱或者高溫的部分連接,而使發(fā)電機(jī)組發(fā)電;本發(fā)電裝置具有集熱器、散熱器、發(fā)電機(jī)組、熱導(dǎo)體和隔熱管。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)能夠提供充足的、可持續(xù)的、清潔的電能。
文檔編號(hào)H02N11/00GK102487259SQ20091020528
公開(kāi)日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2009年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月15日
發(fā)明者何仁城 申請(qǐng)人:何仁城