專利名稱：一種地面溫差發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及地面溫差發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及一種一種地面溫差發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，對能源的需求也越來越大，而傳統(tǒng)能源如煤炭、石油等，資源有限，并且存在環(huán)境污染問題。半導體溫差發(fā)電沒有任何運動部件，無震動、無噪音、無泄露，而且具有結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、使用壽命長、無污染等特點，其應(yīng)用已引起人們越來越多的關(guān)注。由于其顯著的優(yōu)點，溫差發(fā)電在航空、軍事等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。美國、前蘇聯(lián)先后研發(fā)了數(shù)千個放射性同位素或核反應(yīng)堆溫差發(fā)電器用作空間、海洋裝置的電源。隨著煤炭、石油等能源的日趨枯竭，美國、日本和歐盟等發(fā)達國家更加重視溫差發(fā)電技術(shù)在民用領(lǐng)域的研究，并取得了長足的進展。國內(nèi)溫差發(fā)電方面的研究，主要集中在發(fā)電器理論和熱電材料制備方面的研究，旨在為溫差發(fā)電器的優(yōu)化提供理論指導和制備性能優(yōu)良的熱電材料。目前，國內(nèi)外民用溫差發(fā)電主要應(yīng)用在工業(yè)余熱回收利用領(lǐng)域，將煉鋼、水泥生產(chǎn)等企業(yè)的高溫余熱作用于溫差發(fā)電裝置熱端，從而產(chǎn)生電能。但對于如地面與地下溫差等低品質(zhì)熱源還沒有。由于土壤傳遞熱量的功能差，造成地上和地下的溫度不一樣。盛夏最熱的時候，地面上熱波不能很快地傳遞到土壤深層，只能慢慢地向下傳遞。地下層離地面近，最熱期的到來和地上最熱期的出現(xiàn)時間比較接近；離地面愈遠，最熱期的出現(xiàn)時間和地面相差愈大。根據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，上海7月份平均氣溫是27. 8°C，地下0. 8米處是0°C、1. 6米處20. 6°C， 3. 2米處則下降到16. 9°C。所以地面最熱的時候，地下深處非常涼快。反之，上海1月份平均氣溫是3. 4°C，地下0.8米處是9. 8°C，1.6米處是13. 1°C，3. 2米處則上升到17. 3°C。因此，利用地面與地下的溫差進行發(fā)電，具有很高的實用價值。

實用新型內(nèi)容實用新型的目的本實用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供了一種利用地面與地下溫度的差異發(fā)電，并轉(zhuǎn)換成交流電能供家用電器或其他小型用電設(shè)備使用的地面溫差發(fā)電裝置。技術(shù)方案一種地面溫差發(fā)電裝置，包括溫差發(fā)電模塊、DC-DC變換器、逆變器、蓄電池和負載，所述地面溫差發(fā)電裝置通過電線依次連接有溫差發(fā)電模塊、DC-DC變換器、逆變器和負載，所述DC-DC變換器和逆變器之間還并聯(lián)連接有蓄電池，在所述地面溫差發(fā)電裝置外還設(shè)有控制器，所述控制器與DC-DC變換器、蓄電池和逆變器連接；所述溫差發(fā)電模塊包括正極輸出端、溫差發(fā)電模塊PN結(jié)的P型半導體、溫差發(fā)電模塊PN結(jié)的N型半導體、負極輸出端，所述溫差發(fā)電模塊上依次連接有正極輸出端、P型半導體的冷端、溫差發(fā)電模塊PN結(jié)的P型半導體、溫差發(fā)電模塊熱端、溫差發(fā)電模塊PN結(jié)的 N型半導體、N型半導體的冷端和負極輸出端，所述溫差發(fā)電模塊熱端設(shè)于地上和地下相對溫度較高的一方，所述溫差發(fā)電模塊冷端設(shè)于地上和地下相對溫度較低的一方。[0007]作為優(yōu)化，所述在設(shè)有溫差發(fā)電模塊的地面上安裝有增加溫差的太陽能集熱器或散熱風扇。有益效果本實用新型通過利用地面與地下溫度的不同，進行溫差發(fā)電，并將產(chǎn)生的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能供用戶使用，不消耗一次能源，對節(jié)能減排和低碳生活的推廣具有積極作用。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實用新型的溫差發(fā)電模塊在夏天時的原理示意圖；圖3為本實用新型的溫差發(fā)電模塊在冬天時的原理示意圖。
具體實施方式
如圖1所示的一種地面溫差發(fā)電裝置，包括溫差發(fā)電模塊、DC-DC變換器、逆變器、 蓄電池和負載，所述地面溫差發(fā)電裝置通過電線依次連接有溫差發(fā)電模塊、DC-DC變換器、 逆變器和負載，所述DC-DC變換器和逆變器之間還并聯(lián)連接有蓄電池，在所述地面溫差發(fā)電裝置外還設(shè)有控制器，所述控制器與DC-DC變換器、蓄電池和逆變器連接；如圖2、3所示的溫差發(fā)電模塊包括正極輸出端1、溫差發(fā)電模塊PN結(jié)的P型半導體2、溫差發(fā)電模塊PN結(jié)的N型半導體4、負極輸出端5，所述溫差發(fā)電模塊上依次連接有正極輸出端1、P型半導體冷端8、溫差發(fā)電模塊PN結(jié)的P型半導體2、溫差發(fā)電模塊熱端3、 溫差發(fā)電模塊PN結(jié)的N型半導體4、N型半導體冷端9和負極輸出端5，所述溫差發(fā)電模塊熱端設(shè)于地上和地下相對溫度較高的一方，所述溫差發(fā)電模塊冷端設(shè)于地上和地下相對溫度較低的一方，所述在設(shè)有溫差發(fā)電模塊的地面上安裝有增加溫差的太陽能集熱器或散熱風扇。圖2為本實用新型夏天工作原理示意圖，圖3為本實用新型冬天工作原理示意圖。 夏天時，由于太陽照射，地上溫度較高，而地下溫度較低，將溫差發(fā)電模塊熱端3置于地上高溫狀態(tài)，再利用太陽能集熱器6對熱端3輔助加熱，以進一步提高熱端3溫度。而此時P 型半導體冷端8、N型半導體冷端9埋于地下，由于熱激發(fā)作用，P型半導體熱端3空穴電子濃度高于低溫端，因此在這種濃度梯度的驅(qū)動下，空穴和電子就開始向低溫端擴散，從而形成電動勢，這樣熱電材料就通過高低溫端間的溫差完成了將高溫端輸入的熱能直接轉(zhuǎn)化成電能的過程。冬天時將溫差發(fā)電模塊反轉(zhuǎn)，熱端3埋于地下，P型半導體冷端8、N型半導體冷端9設(shè)于地上。由于地面的保溫作用，地下溫度較地上高，此時發(fā)電原理與夏天類似。為防止P型半導體冷端8、N型半導體冷端9在發(fā)電過程中溫度上升，減小熱端3與P型半導體冷端8、N型半導體冷端9之間的溫差，在冷端裝有散熱風扇10，對冷端進行散熱，以保證熱端3與P型半導體冷端8、N型半導體冷端9之間的溫差。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理，但本實用新型的保護范圍不限于上述的實施例，對于本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在本實用新型的啟示下，能夠從本專利公開內(nèi)容中直接導出或聯(lián)想一些原理相同的基本變形，或現(xiàn)有技術(shù)中常用公知技術(shù)的替代，以及特征間的相互不同組合，相同或相似技術(shù)效果的技術(shù)特征簡單改換，都屬于本實用新型保護范圍。
權(quán)利要求1.一種地面溫差發(fā)電裝置，其特征在于包括溫差發(fā)電模塊、DC-DC變換器、逆變器、蓄電池和負載，所述地面溫差發(fā)電裝置通過電線依次連接有溫差發(fā)電模塊、DC-DC變換器、逆變器和負載，所述DC-DC變換器和逆變器之間還并聯(lián)連接有蓄電池，在所述地面溫差發(fā)電裝置外還設(shè)有控制器，所述控制器與DC-DC變換器、蓄電池和逆變器連接；所述溫差發(fā)電模塊包括正極輸出端、溫差發(fā)電模塊PN結(jié)的P型半導體、溫差發(fā)電模塊 PN結(jié)的N型半導體、負極輸出端，所述溫差發(fā)電模塊上依次連接有正極輸出端、P型半導體的冷端、溫差發(fā)電模塊PN結(jié)的P型半導體、溫差發(fā)電模塊熱端、溫差發(fā)電模塊PN結(jié)的N型半導體、N型半導體的冷端和負極輸出端，所述溫差發(fā)電模塊熱端設(shè)于地上和地下相對溫度較高的一方，所述溫差發(fā)電模塊冷端設(shè)于地上和地下相對溫度較低的一方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地面溫差發(fā)電裝置，其特征在于所述在設(shè)有溫差發(fā)電模塊的地面上安裝有增加溫差的太陽能集熱器或散熱風扇。
專利摘要本實用新型公開了一種地面溫差發(fā)電裝置，包括溫差發(fā)電模塊、DC-DC變換器、逆變器、蓄電池和負載，所述地面溫差發(fā)電裝置通過電線依次連接有溫差發(fā)電模塊、DC-DC變換器、逆變器和負載，所述DC-DC變換器和逆變器之間還并聯(lián)連接有蓄電池，在所述地面溫差發(fā)電裝置外還設(shè)有控制器，所述控制器與DC-DC變換器、蓄電池和逆變器連接。本實用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，通過利用地面與地下溫度的不同，進行溫差發(fā)電，并將產(chǎn)生的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能供用戶使用，不消耗一次能源，對節(jié)能減排和低碳生活的推廣具有積極作用。
文檔編號H02N11/00GK202309574SQ20112040096
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者張新亮, 林森, 趙斌, 陳繼永 申請人:南通紡織職業(yè)技術(shù)學院