一種溫差發(fā)電裝置的制作方法

本發(fā)明涉及發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體的是涉及一種溫差發(fā)電裝置。

背景技術(shù)：

溫差發(fā)電是一種新型的發(fā)電方式，它是利用塞貝克效應將熱能直接轉(zhuǎn)換為電能，當兩種不同金屬（或半導體）連接成一個閉合回路，將它們的接點放到兩個溫度不同的地方，則總的熱電效應（又稱溫差電效應）將同時發(fā)生的四種不同效應：塞貝克效應、珀爾帖效應、湯姆遜效應（thomsoneffect）、焦耳效應（jouleeffect）。其中，前三種效應是電和熱可以相互轉(zhuǎn)換的可逆效應。而另外一種效應即焦耳效應則是不可逆效應。這四種效應構(gòu)成了溫差電研究的理論基礎(chǔ)。

1821年seebeck發(fā)現(xiàn)塞貝克效應以來，國外對溫差發(fā)電進行了大量的研究，1947年，第一臺溫差發(fā)電器問世效率僅為1.5%，在隨后的幾十年中溫差發(fā)電機成功用于航天飛機、軍事和遠洋探索上，20世紀80年代初，在美國完成500～1000w軍用溫差發(fā)電機的研制同時日本武裝部隊開展了一列以“固體廢物燃燒能源回收研究計劃”為題的政府計劃，研究用于固體廢物焚燒爐的廢熱發(fā)電技術(shù)，將透平機和溫差發(fā)電機結(jié)合，實現(xiàn)不同規(guī)模垃圾焚燒熱的最大利用。

由于獨特的優(yōu)勢，溫差發(fā)電技術(shù)近年來民用領(lǐng)域的應用同樣發(fā)展迅速。但目前用于溫差發(fā)電的溫差發(fā)電片，單片面積比較小，結(jié)構(gòu)工藝復雜，成本較高；要想獲得較大的功率往往需要多片聯(lián)合工作，特別是在利用分布廣溫差低的太陽輻射所產(chǎn)生的熱能時，不僅需要海量溫差片聯(lián)合工作，其效率還比較低，非常的不經(jīng)濟。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明特別涉及一種溫差發(fā)電裝置，所使用的溫差發(fā)電裝置，其受熱面和散熱面更大，能充分利用分布范圍寬且溫差較低的熱能，且本裝置結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝簡單，成本較低，效率較高。

技術(shù)方案如下：

如圖1所示，一種溫差發(fā)電裝置包括：第一導體1、第二導體2，第一導體1與第二導體2之間設(shè)置有絕緣介質(zhì)5，絕緣介質(zhì)5與第二導體2之間設(shè)置有導體網(wǎng)3和導電液4，第一導體1與第二導體2或?qū)w網(wǎng)3或?qū)щ娨?通過導線加有電壓，導體網(wǎng)3與所述第二導體2通過導線引出正負電極。

原理如下：

如圖3所示，當給第一導體1與第二導體2施加電壓時，導電液4中會出現(xiàn)未配對離子11，所述未配對離子11在導體網(wǎng)3到第二導體2之間呈玻爾茲曼分布，又由于第一導體1與第二導2體間有溫差，會自發(fā)進行熱傳遞，從而使導電液4中形成環(huán)流15(類似于燒開水但水未沸騰卻也會上下翻滾形成環(huán)流)，所述環(huán)流15推動導電液4中的未配對離子11做定向運動，使得導體網(wǎng)3與第二導體2之間形成電壓，通過導線連線接導體網(wǎng)3和第二導體2和負載rl，從而驅(qū)動負載rl對外做工。

實驗證明：

第一導體1與第二導體2溫度越高，溫差越大，可輸出功率越大。

給第一導體1與第二導體2施加的直流電壓越高，且絕緣介質(zhì)5未被擊穿時，可輸出功率越大。

給第一導體1與第二導體2施加的直流電壓相同時，第一導體1、第二導體2、導體網(wǎng)3正對面積越大，可輸出功率越大。

給第一導體1與第二導體2施加直流電壓相同時，第一導體1與導體網(wǎng)3越靠近，即絕緣介質(zhì)5越薄，且絕緣介質(zhì)5未被擊穿時，可輸出功率越大。

當?shù)谝粚w1與第二導體2施加電壓的輸入電壓反向時，導體網(wǎng)3與第二導體2輸出電壓也反向。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為導體網(wǎng)3的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為優(yōu)選方案一結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為優(yōu)選方案二結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為優(yōu)選方案三結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為優(yōu)選方案四結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為優(yōu)選方案五結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為優(yōu)選方案六結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10為優(yōu)選方案七結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標記說明：

1—第一導體，2—第二導體，3—導體網(wǎng)，4—導電液，5—絕緣介質(zhì)，6—絕緣網(wǎng)，8—電池組，11—未配對離子，15—環(huán)流，18—聚氯乙烯橫斷，19—容器，20—升壓模塊，u—電壓，rl—負載，k—開關(guān)，a—a電極，b—b電極，c—c電極。

名詞解釋：

導電液：能導電的液體，包括強電解質(zhì)、弱電解質(zhì)、純水、氨水等。

導電氣體：在一定狀態(tài)下能導電的氣態(tài)物質(zhì)或氣態(tài)混合物，包括氣體或蒸汽等。

導體：能導電的物質(zhì)。

絕緣介質(zhì)：能阻止電流流通的物質(zhì)或真空，包括聚氯乙烯、玻璃、環(huán)氧樹脂、空氣、氧氣、真空等。

導體網(wǎng)：一種導體或?qū)w構(gòu)成物，其特點是能夠讓固體顆粒、液體、或氣體從其一邊穿入另一邊，包括用導體絲編織成的導電網(wǎng)狀物或在導體面上鉆出若干個孔的導電構(gòu)件或鍍在絕緣介質(zhì)上的目數(shù)大于1目的導電鍍層等。

絕緣網(wǎng)：一種絕緣體或絕緣體構(gòu)成物，其特點是能夠讓固體顆粒、液體、或氣體從其一邊穿入另一邊，包括用絕緣體絲編織成的網(wǎng)狀物或在絕緣體面上鉆上若干個孔的構(gòu)件等。

升壓模塊：一種電路模塊，其特點是能將輸入的低電壓通過轉(zhuǎn)換成高電壓的模塊。

電池組：由一塊，或一塊以上電池構(gòu)成的電源。

具體實施方式

優(yōu)選方案一

如圖4所示，本發(fā)明的實施例一，由第一導體1、第二導體2，第一導體1與第二導體2之間設(shè)置有絕緣介質(zhì)5，絕緣介質(zhì)5與第二導體2之間設(shè)置有導體網(wǎng)3和導電液4，導體網(wǎng)3與第二導體2之間設(shè)置有絕緣網(wǎng)6，第一導體1與第二導體2或?qū)w網(wǎng)3通過導線加上電壓，導體網(wǎng)3與所述第二導體2通過導線引出正負電極給負載rl供電。

進一步地，本優(yōu)選方案中絕緣介質(zhì)5可由真空、空氣、氧氣、陶瓷、聚氯乙烯、橡膠、環(huán)氧樹脂等構(gòu)成；本方案選取長3.1米寬2.1米厚度為3毫米的聚氯乙烯板制成。

進一步地，本優(yōu)選方案中第二導體2可由銅、鐵、金、銀、石墨等構(gòu)成；本方案選取長3米寬2米厚為10毫米的紫銅板制成。

進一步地，本優(yōu)選方案中第一導體1可由銅、鐵、金、銀、鉑、石墨、石墨烯或?qū)щ娨旱葮?gòu)成，第一導體1可以在絕緣介質(zhì)5一側(cè)，也可以在絕緣介質(zhì)5內(nèi)部，由絕緣介質(zhì)5完全包裹，或者將第一導體1噴涂或鍍在絕緣介質(zhì)5一側(cè)；本方案選取長3米寬2米厚為1毫米的紫銅板制成，并用絕緣介質(zhì)5完全包裹所述紫銅板，但留有接出導線的孔，用導電引出電極。

絕緣介質(zhì)5完全包裹所述紫銅板時，在第一導體1與第二導體2間加高電壓時可有效防止漏電。

進一步地，本優(yōu)選方案中導體網(wǎng)3可由網(wǎng)狀銅、鐵、金、銀、石墨等構(gòu)成，本方案選取直徑為0.1毫米的紫銅絲編織成60目的長3米寬2米的銅網(wǎng)制成，并緊貼絕緣介質(zhì)5并與第一導體1正對放置。

進一步地，為防止導體網(wǎng)3與第二導體2短路，可在導體網(wǎng)3與第二導體2間放置絕緣網(wǎng)6，所述絕緣網(wǎng)6可由聚氯乙烯、橡膠、陶瓷等構(gòu)成；本方案選取直徑為1毫米的聚氯乙烯絲編織成20目的長3.1米寬2.1米的聚氯乙烯網(wǎng)，并緊貼導體網(wǎng)3正對放置。

進一步地，本優(yōu)選方案中導電液4可由蒸餾水、nacl溶液、稀硫酸、醋酸鉛溶液等構(gòu)成；本方案選取醋酸鉛溶液均勻噴灑在絕緣介質(zhì)5上。

第二導體2與絕緣網(wǎng)6正對緊貼放置。

通過電池組與升壓模塊組件，在第一導體1與第二導體2之間加上20000伏高壓。

將第二導體2通過導線與大地相連接，防止漏電傷人。

將第二導體2面向太陽放置，一段時間后第二導體2與絕緣介質(zhì)5之間產(chǎn)生溫差，導體網(wǎng)3與第二導體2通過導線可以對負載rl輸出電功率。

優(yōu)選方案二

如圖5所示，本發(fā)明的實施例二，由第一導體1、第二導體2，第一導體1與第二導體2之間設(shè)置有導體網(wǎng)3，導體網(wǎng)3與第二導體2之間設(shè)置有導電液4，第一導體1與第二導體2或?qū)w網(wǎng)3通過導線加上電壓，導體網(wǎng)3與所述第二導體2通過導線引出正負電極。

進一步地，本優(yōu)選方案中第二導體2由長10厘米寬5厘米厚為2毫米的紫銅板制成。

進一步地，本優(yōu)選方案中第一導體1由長10厘米寬5厘米厚為2毫米的紫銅板制成，與第二導體2正對放置。

進一步地，本優(yōu)選方案中導體網(wǎng)3由直徑為0.3毫米的紫銅絲編織成80目的長10厘米寬5厘米的單層紫銅網(wǎng)制成，導體網(wǎng)3與第一導體1相距2厘米，導體網(wǎng)3與導體2相距5毫米，互相正對放置并且相互不能短路。

進一步地，本優(yōu)選方案中導電液4由醋酸鉛溶液構(gòu)成，并均勻的噴灑在導體網(wǎng)3與第二導體2之間。

進一步地，在第一導體1與第二導體2之間加上5000伏電壓。

將第二導體2面向太陽放置，一段時間后第二導體2與導體網(wǎng)3產(chǎn)生溫差，導體網(wǎng)3與第二導體2通過導線可以對負載rl輸出功率。

優(yōu)選方案三

如圖6所示，本發(fā)明的實施例三，在絕緣材料聚氯乙烯構(gòu)成的容器19中，所述容器長50厘米寬10厘米高50厘米，所述容器19壁厚5厘米，中間用聚氯乙烯橫斷18厚度為5毫米，在左右兩邊都加入nacl溶液4，左邊插入直徑為0.1毫米的紫銅絲編織成60目的長50厘米寬50厘米的紫銅網(wǎng)3，并緊靠中間聚氯乙烯橫斷18，并正對放置，在左右兩邊nacl溶液中分別引出第一電極1第二電極2，在紫銅網(wǎng)3引出第三電極3。

進一步地，在第一電極1與第二電極2之間加上5000伏電壓。

進一步地，使右邊的溫度高于左邊或左邊的溫度高于右邊。

進一步地，我們可以測得第三電極3與第二2電極之間有電壓差，更進一步地，接通負載我們可以測得電流。

優(yōu)選方案四

如圖7所示，本發(fā)明的實施例四，由第一導體1、第二導體2，第一導體1與第二導體2之間設(shè)置有絕緣介質(zhì)5，絕緣介質(zhì)5與第二導體2之間設(shè)置有導體網(wǎng)3和導電液4，導體網(wǎng)3與第二導體2之間設(shè)置有絕緣網(wǎng)6，第一導體1與第二導體2或?qū)w網(wǎng)3通過導線加上電壓，導體網(wǎng)3與所述第二導體2通過導線引出正負電極。

進一步地，本優(yōu)選方案中絕緣介質(zhì)5由長1.1米寬0.6米厚度為3毫米的聚氯乙烯板制成。

進一步地，本優(yōu)選方案中第二導體2由長1米寬0.5米厚為10毫米的石墨板制成。

進一步地，本優(yōu)選方案中第一導體1由噴涂在絕緣介質(zhì)5一側(cè)的石墨制成。

進一步地，本優(yōu)選方案中導體網(wǎng)3由直徑為0.1毫米的紫銅絲編織成60目的長1米寬0.5米的紫銅網(wǎng)制成，并緊貼絕緣介質(zhì)5與第一導體1正對放置。

進一步地，在導體網(wǎng)3與第二導體2間放置絕緣網(wǎng)6，所述絕緣網(wǎng)6由聚氯乙烯絲編織成20目的長1.1米寬0.6米的聚氯乙烯網(wǎng)構(gòu)成，并緊貼導體網(wǎng)3正對放置。

進一步地，本優(yōu)選方案中導電液4由蒸餾水構(gòu)成，將蒸餾水均勻噴灑在絕緣介質(zhì)5與第二導體2之間，并使絕緣網(wǎng)6與第二導體2緊貼，并正對放置。

進一步地，電池組通過升壓模塊20升壓后，在第一導體1與第二導體2之間加上20000伏高壓。

進一步地，將第二導體2面向太陽放置，一段時間后第二導體2與絕緣介質(zhì)5產(chǎn)生溫差，導體網(wǎng)3與第二導體2通過導線可以對負載rl輸出功率。

更進一步地，將電池組8斷開，導體網(wǎng)3與第二導體2輸出的電壓通過升壓模塊20升壓后為第一導體1與第二導體2提供電壓。

優(yōu)選方案五

如圖8所示，本發(fā)明的實施例五，取長2米寬1米厚0.5毫米的聚氯乙烯板5，在聚氯乙烯板5一側(cè)鍍上一層鉑1，并引出電極a；另一側(cè)鍍上線寬為0.05毫米300目的鉑網(wǎng)3，鉑網(wǎng)3鍍層厚度小于0.05毫米，并引出電極b，取直徑為0.1毫米的聚氯乙烯絲織成100目的長2.1米寬1.1米的絕緣網(wǎng)6；將絕緣網(wǎng)6與鉑網(wǎng)3正對緊貼放置；并在絕緣網(wǎng)6上均勻的噴一層純水；取長2米寬1米厚0.3毫米的聚氯乙烯板51，在聚氯乙烯板51一側(cè)鍍上一層鉑2，并引出電極c；將聚氯乙烯板51有鉑鍍層的一面與絕緣網(wǎng)6正對放置。

進一步的，在電極a與電極c之間加上500伏電壓。

在聚氯乙烯板5與聚氯乙烯板51之間有溫差時，電極b與電極c之間可以測得電壓，接通外接負載時可以向外輸出功率。

優(yōu)選方案六

如圖9所示，本發(fā)明的實施例六，取長2米寬1米厚0.5毫米的聚氯乙烯板5，在聚氯乙烯板5一側(cè)鍍上一層鉑鍍層1，并引出電極a；另一側(cè)鍍上一層鉑鍍層3，鉑鍍層3鍍層厚度小于10納米，并引出電極b，取直徑為0.1毫米的聚氯乙烯絲織成50目的長2.1米寬1.1米的絕緣網(wǎng)6；將絕緣網(wǎng)6與鉑鍍層3正對緊貼放置；并在絕緣網(wǎng)6上均勻的噴一層純水；取長2米寬1米厚0.3毫米的聚氯乙烯板51，在聚氯乙烯板51一側(cè)鍍上一層鉑鍍層2，并引出電極c；將聚氯乙烯板51有鉑鍍層的一面與絕緣網(wǎng)6正對放置。

進一步的，在電極a與電極c之間加上500伏電壓。

在聚氯乙烯板5與聚氯乙烯板51之間有溫差時，電極b與電極c之間可以測得電壓，接通外接負載時可以向外輸出功率。

優(yōu)選方案七

如圖10所示，本發(fā)明的實施例七，取長2米寬1米厚0.5毫米的環(huán)氧樹脂板5，在環(huán)氧樹脂板5一側(cè)鍍上一層鉑鍍層1，并引出電極a；另一側(cè)鍍上一層線寬為0.05毫米200目厚度小于0.01毫米的鉑網(wǎng)鍍層3，鉑網(wǎng)鍍層3鍍層厚度小于0.05毫米，并引出電極b，取直徑為0.1毫米的環(huán)氧樹脂絲織成50目的長2.1米寬1.1米的絕緣網(wǎng)6；將絕緣網(wǎng)6與鉑網(wǎng)鍍層3正對緊貼放置；并在絕緣網(wǎng)6上均勻的噴一層純水4；取長2米寬1米厚0.3毫米的聚氯乙烯板51，在聚氯乙烯板51一側(cè)鍍上一層鉑2，并引出電極c；將聚氯乙烯板51有鉑鍍層的一面與絕緣網(wǎng)6正對放置。

進一步的，在電極a與電極c之間加上500伏電壓。

將環(huán)氧樹脂5與環(huán)氧樹脂51用耐高溫絕緣膠52粘合并留一小孔，加熱環(huán)氧樹脂51，使環(huán)氧樹脂5與環(huán)氧樹脂51間的純水氣化，形成水蒸氣。

在環(huán)氧樹脂5與環(huán)氧樹脂51之間有溫差時，電極b與電極c之間可以測得電壓，接通外接負載時可以向外輸出功率。

優(yōu)選方案八

本發(fā)明的實施例八，將優(yōu)選方案五的裝置作為一個溫差發(fā)電模塊，并將此溫差發(fā)電模塊重疊5塊，每個模塊的輸出電極之間相串聯(lián)，作為一個加厚的溫差發(fā)電模塊組；取5塊加厚的溫差發(fā)電模塊組互相并列排平鋪在房屋頂部，所述加厚溫差發(fā)電模塊互相并聯(lián)，這時我們就可以得到一個可以同時吸收的太陽能范圍更廣，效率也更高的溫差發(fā)電模塊組，其能輸出的電流更大、電壓更高、功率更強，對太陽能的利用效率也將更高。

優(yōu)選方案九

本發(fā)明的實施例八，優(yōu)選方案五可以做得更小，更薄，將此更小，更薄的溫差發(fā)電模塊互相疊合起來，將輸出端通過串聯(lián)、并聯(lián)，我們就可以得到一個小巧的，效率更高的溫差發(fā)電模塊組；此溫差發(fā)電模塊組可以作為手機、筆記本等用電電器的一部分或作為備用電池或作為主用電池使用，或作為給主用蓄電池的充電充電源。

上述為本發(fā)明的優(yōu)選方案，顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應該了解本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。