專利名稱：超導太陽能熱水器熱電模塊發(fā)電裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用熱電模塊將太陽能儲存的熱能轉換成電能的裝置，具體講是一 種超導太陽能熱水器熱電模塊發(fā)電裝置。
背景技術：
將太陽能的輻射能轉換成電能的方式稱為太陽能發(fā)電。目前公知的太陽能發(fā)電有 兩大類，一類是通過光電器件直接將太陽輻射能通過硅晶片轉化成電能的光伏發(fā)電；一類 是通過將太陽輻射能轉換成熱能然后再按某種機械方式將熱能轉換成電能，即太陽能熱發(fā) 電。太陽能光伏發(fā)電投資大，成本高，幾乎是光熱發(fā)電投資的數(shù)十倍，效率并不比太陽能熱 發(fā)電高。太陽能熱發(fā)電一般分為兩種，一種是利用太陽輻射能轉換的熱能直接發(fā)電，即用熱 電模塊溫差發(fā)電，如熱電子和熱離子發(fā)電，堿金屬溫差熱發(fā)電，磁流體發(fā)電等，其特點是發(fā) 電裝置本體無活動部件，安裝使用方便；另一種是太陽能熱動力發(fā)電，類似于火電廠的發(fā)電 系統(tǒng)，太陽能熱發(fā)電利用集熱器將太陽輻射能收集于熱水或其他蓄熱工質中，然后用熱水 或其他蓄熱工質使工作介質氣化產(chǎn)生介質蒸氣，驅動熱機，再帶動發(fā)電機發(fā)電；或不用工質 蓄熱，用介質直接氣化產(chǎn)生介質蒸氣，驅動熱機帶動發(fā)電機發(fā)電。熱機發(fā)電必須將熱能變蒸 汽后轉換成機械能，再把機械能轉換成電能，由于多次的能量轉換、機械的運動及大量的低 溫熱量的排放，會造成熱電轉換過程能量的巨大損失，發(fā)電效率很低。采用溫差熱電模塊直 接發(fā)電省去了機械設備和機械設備的維修，大大降低了發(fā)電成本，從而可以獲得較高的熱 電效益。但要使熱電模塊直接發(fā)電走向實用化最關鍵的問題是要解決發(fā)電裝置的無源高效 散熱問題，無無源高效散熱是無法實現(xiàn)熱電模塊發(fā)電技術。經(jīng)我們長期大量的研究和實驗， 無源散熱裝置技術已成熟，這為太陽能熱電模塊發(fā)電在技術上典定了基礎。
發(fā)明內容一種超導太陽能熱水器熱電模塊發(fā)電裝置，由超導無源熱轉換器、超導無源散熱 器、直流蓄電池、用電器和蓄能箱組成，其特征是，超導無源熱轉換器由超導傳熱管，繞制在 超導傳熱管下部的吸熱翅片，裝配在超導傳熱管上部的與超導傳熱管連通的多面散熱腔構 成，多面散熱腔的散熱平面各自粘貼一組熱電模塊，每組熱電模塊外側各自粘貼一超導無 源散熱器，在頂部無源散熱器的上部安裝一直流蓄電池，直流蓄電池的的正負輸出導線與 用電器相連接；此發(fā)電裝置下部分的吸熱翅片浸入太陽能熱水器蓄能箱中，工作時蓄能箱 中的熱量會通過超導無源熱轉換器迅速傳到頂部的散熱腔平面，并在每組熱電模塊的兩面 產(chǎn)生溫差，于是就會在每組熱電模塊的輸出端產(chǎn)生正負電勢，串聯(lián)或并聯(lián)每組熱電模塊的 輸出端的導線，連接直流蓄電池，接通用電器電路，就可使用電器工作。上邊所述的超導無源熱轉換器的超導傳熱管內部腔體為真空態(tài)，腔體中裝有超導 潛能材料，下部的翅片面積大于或等于上部散熱腔外圍散熱腔平面總面積，無源熱轉換器 的傳熱熱阻很小，傳熱速度很快，傳熱量很大，可迅速將太陽能蓄能箱中的熱量迅速傳導到 所有熱電模塊的內側面，從而使熱電模塊兩側面的溫差加大，溫差大，熱電模塊兩側產(chǎn)生的電勢大，發(fā)電量則大。所述的超導無源熱轉換器多面散熱腔的散熱平面為5個，或者2-10個，各自粘貼 一組熱電模塊，每組熱電模塊外側各自粘貼一無源超導散熱器。所述的每組熱電模塊至少有熱電模塊2個，熱電模塊是方形或者圓形，或者橢圓 形。所述的超導無源散熱器內部為真空腔，腔體一邊的平面與熱電每組模塊緊貼，另 一邊為散熱片，散熱片的總面積是多面散熱腔的單個散熱平面面積的3倍-6倍，其真空腔 中裝有超導潛能材料，它可以將每組熱電模塊上的熱量迅速散除，從而保證熱電模塊兩側 有大的溫差；散熱器的外形為方形或者圓形。所述的每組熱電模塊有效的工作面小于或者等于多面散熱腔的散熱平面任一平 面的面積，工作溫度彡200°C，工作溫差大于35°C .本發(fā)明的使用效果超導太陽能熱水器熱電模塊發(fā)電裝置利用超導無源熱轉換器 和超導無源散熱器高效導熱特性保證熱電模塊兩面足夠的溫差，利用珀爾貼效應發(fā)電，可 達到很高的發(fā)電效果，該裝置不用任何機械外加滑動裝置，利用太陽輻射轉換的蓄熱熱能 發(fā)電，投資小，發(fā)電量大，常溫使用，綠色環(huán)保，無污染，無噪音，無毒害物質排放，安全方便， 可靠性高，充分利用太陽能熱水器蓄能箱中余熱發(fā)電蓄電，可以做到洗浴用電兩不誤。
以下結合附

圖1對本實用新型作進一步說明。圖1是本實用新型實施例的結構原理示意圖。圖1中1、超導無源熱轉換器 2、超導無源散熱器2a、2b、2C、2d、2e 3、直流蓄電 池4、用電器5、蓄能箱6、超導傳熱管7、吸熱翅片8、多面散熱腔9、散熱腔平面 9a、9b、9c、9d、9e 10、熱電模塊10a、10b、10c、10d、10e 11、超導潛能材料12、導熱硅脂 13、導線“ + ” 14、導線“-” 15、用電器16、蓄能箱體17、超導潛能材料
具體實施方式
一種超導太陽能熱水器熱電模塊發(fā)電裝置，由超導無源熱轉換器1、超導無源散熱 器2、直流蓄電池3、用電器4和蓄能箱5組成，其特征是，超導無源熱轉換器1由超導傳熱 管6，繞制在超導傳熱管6下部的吸熱翅片7，裝配在超導傳熱管1上部的與超導傳熱管1 連通的多面散熱腔8構成，多面散熱腔8的五個散熱腔平面9a、9b、9C、9d、9e各自粘貼一組 熱電模塊10a、10b、10c、10d、lOe,熱電模塊10a、10b、10c、10d、lOe外側各自粘貼一超導無 源散熱器2a、2b、2C、2d、2e，在頂部無源散熱器2e的上部安裝一直流蓄電池3，直流蓄電池 3與熱電模塊電氣連接，其正負輸出導線與用電器4、15連接。將此發(fā)電裝置下部的吸熱翅 片7浸入到太陽能熱水器蓄能箱5中，蓄能箱5中的熱量會通過超導無源熱轉換器1迅速 傳導到頂部的散熱腔五個平面9a、9b、9C、9d、9e，并在五組熱電模塊10a、10b、10c、10d、lOe 的兩面產(chǎn)生溫差，于是就會在熱電模塊10a、10b、10C、10d、10e的輸出端導線13 “ + ”和導線 14“_”產(chǎn)生正負電勢，串聯(lián)或并聯(lián)熱電模塊的輸出端的導線給直流蓄電池3充電，用電時將 直流蓄電池3正負極輸出導線與用電器4或15連通，就可使用電器工作。上邊所述的超導無源熱轉換器1的超導傳熱管6內部腔體為真空態(tài)，腔體中裝有超導潛能材料17，下部的吸熱翅片7總面積大于或等于上部散熱腔平面9a、9b、9C、9d、9e散 熱腔外圍總面積，無源熱轉換器的傳熱熱阻小，傳熱速度快，傳熱量大，可迅速將蓄能箱中 的熱量迅速傳導到熱每組電模塊10a、10b、10c、10d、10e的內側面，從而使熱電模塊內外兩 側面的溫差加大，溫差越大，熱電模塊兩側電勢越大，發(fā)電量則大。所述的超導無源熱轉換器多面散熱腔8的散熱腔平面9為5個，或者2——10個， 各自通過導熱硅脂12粘貼一組熱電模塊10，每組熱電模塊10外側各自通過導熱硅脂12粘 貼一無源超導散熱器2。所述的每組熱電模塊(10)至少有熱電模塊2個，熱電模塊是方形或者圓形，或者 橢圓形。所述的超導無源散熱器2內部為真空腔，腔體一邊的平面與每組熱電模塊10緊 貼，另一邊為散熱片，散熱片的總面積是多面散熱腔單個散熱腔平面9面積的3倍——6倍， 其真空腔中裝有超導潛能材料11，它可以將每組熱電模塊10上的熱量迅速散除，從而保證 熱電模塊10兩側有大的溫差；超導無源散熱器2的外形為方形或者圓形。所述的每組熱電模塊10有效工作面小于或者等于多面散熱腔8的散熱平面任一 平面的面積，工作溫度彡200°工作溫差大于35°C。
權利要求一種超導太陽能熱水器熱電模塊發(fā)電裝置，由超導無源熱轉換器(1)、超導無源散熱器(2)、直流蓄電池(3)、用電器(4)和蓄能箱(5)組成，其特征是，超導無源熱轉換器(1)由超導傳熱管(6)，繞制在超導傳熱管(6)下部的吸熱翅片(7)，裝配在超導傳熱管(1)上部的與超導傳熱管(1)連通的多面散熱腔(8)構成，多面散熱腔(8)的五個散熱腔平面(9a)、(9b)、(9c)、(9d)、(9e)各自粘貼一組熱電模塊(10a)、(10b)、(10c)、(10d)、(10e)，每組熱電模塊外側各自粘貼一超導無源散熱器(2a)、(2b)、(2c)、(2d)、(2e)，在頂部無源散熱器(2e)的上部安裝一直流蓄電池(3)，直流蓄電池(3)與熱電模塊電氣連接，其正負輸出導線與用電器(4)或(15)連接，發(fā)電裝置下部吸熱翅片(7)浸入在太陽能熱水器蓄能箱(5)中。
2.根據(jù)權利要求1所述的超導太陽能熱水器熱電模塊發(fā)電裝置，其特征是所述的超 導無源熱轉換器⑴的超導傳熱管(6)內部腔體為真空態(tài)，腔體中裝有超導潛能材料(17)， 下部的吸熱翅片(7)總面積大于或等于上部散熱腔平面(9a)、(9b)、(9c)、(9d)、(9e)之總 和面積。
3.根據(jù)權利要求1所述的超導太陽能熱水器熱電模塊發(fā)電裝置，其特征是所述的超 導無源熱轉換器(1)的散熱腔平面(9)為5個，或者2個-10個，每個通過導熱硅脂(12) 粘貼一組熱電模塊(10)，每組熱電模塊(10)外側通過導熱硅脂(12)粘貼一無源超導散熱 器(2) 0
4.根據(jù)權利要求1所述的超導太陽能熱水器熱電模塊發(fā)電裝置，其特征是所述的每 組熱電模塊至少有2個，熱電模塊(10)是方形或者圓形，或者橢圓形。
5.根據(jù)權利要求1所述的超導太陽能熱水器熱電模塊發(fā)電裝置，其特征是所述的超 導無源散熱器(2)內部為真空腔，腔體一邊的平面與每組熱電模塊(10)緊貼，另一邊為散 熱片，散熱片的總面積是多面散熱腔(8)單個散熱腔平面(9)面積的3倍-6倍，其真空腔 中裝有超導潛能材料(11)，超導無源散熱器(2)的外形為方形或者圓形。
6.根據(jù)權利要求1所述的超導太陽能熱水器熱電模塊發(fā)電裝置，其特征是所述的每 一塊熱電模塊(10)有效工作面積小于或者等于多面散熱腔(8)的任一散熱腔平面(9)的 面積，工作溫度 ≤200 °C，工作溫差大于35 °C。
專利摘要一種超導太陽能熱水器熱電模塊發(fā)電裝置，由超導無源熱轉換器、超導無源散熱器、直流蓄電池、用電器和蓄能箱組成，其特征是，超導無源熱轉換器由超導傳熱管，繞制在超導傳熱管下部的吸熱翅片，裝配在超導傳熱管上部的與超導傳熱管連通的多面散熱腔構成，多面散熱腔的散熱平面各自粘貼一組熱電模塊，每組熱電模塊外側各自粘貼一超導無源散熱器，在頂部安裝有直流蓄電池，直流蓄電池的正負輸出導線與用電器相連接，超導無源熱轉換器的下部吸熱翅片浸入在太陽能熱水器蓄能箱中，利用蓄能箱中儲蓄的太陽能余熱發(fā)電，其投資小，發(fā)電量大，可靠性高，環(huán)保無污染，無噪音，無毒害物排放，使用簡捷方便，做到洗浴用電兩不誤效果。
文檔編號H02N11/00GK201608675SQ200920245730
公開日2010年10月13日 申請日期2009年12月14日 優(yōu)先權日2009年12月14日
發(fā)明者田海金 申請人:田海金