余热温差发电

余热温差发电装置是一种利用温差直接将热能转化为电能的全固态能量转化发电装置,它无需化学反应且无机械移动部分, 对热源温度要求较低,即使在100℃以下,也能输出电能，具有无噪音,无污染,无磨损,重量轻,使用寿命长等种种优点。随着能源的短缺及人们不断提高的环境保护意识,特别是全球气候变暖问题,余热温差发电技术以其各种优点越来越引起人们的关注，应用领域逐步扩大，温差发电完全可以实现与现存发电方式的商业竞争，利用热源遍及化工厂、钢铁工业、水泥工业、造纸业、石油冶炼业等行业产生的工业余热，富含有机可燃物、“资源效益”极为可观的垃圾焚烧热，在汽车尾气、冷却水、润滑油和热辐射中散失的汽车余热，太阳辐射热、海洋温差热、地热等自然热，以及其它分散热源例如沐浴剩余水的余热、家用取暖炉的散热等。

余热温差发电装置工作于冷热源之间,其热端从热源吸热,然后由冷端向冷源放热,同时将热能转化为电能,以温差电动势或电流的形式输出。当余热温差发电器的两端存在温差时,余热的导电机构受到热激发后运动状态会发生改变，自由电子从高温向低温迁移,因此在低温端积累电子带负电,而高温端缺乏电子带正电。同时,高低温端会在导体中建立起一个静电场,一方面阻止自由电子从高温向低温运动,一方面使反向的自由电子加速到低温端。当达到静电平衡时,余热两端就会形成一定的电动势。

余热温差发电装置发电效率一般为热能降耗的 6～11%，在影响余热温差发电器循环效率因素中,余热材料的热电特性起着至关重要的作用。现在常见的余热热电材料有Bi2Te3、Sb2Te3、Bi2Se3、PbTe以及SiGe等。

余热温差发电模块是根据塞贝克效应制成的,即把两种余的接合

端置于高温,处于低温环境的另一端就可得到电动势E:
         E=а△T =а(△T2-△T1)
式中: а为塞贝克系数,其单位为VK或LVK，塞贝克系数а是由材料本身的电子能带结构决定的。
       我们采用的余热温差发电模块外形尺寸为30mm×30mm×4mm,共有126对PN结,具有一定的耐高温特性(热端稳定工作温度可达250℃,高短时冲击温度380℃),热电转化效率为7.7%。