碲化铋温差发电模块构型优化设计

作     者：程富强 洪延姬 祝超 CHENG Fuqiang;HONG Yanji;ZHU Chao

作者机构：装备学院激光推进及其应用国家重点实验室北京101416 

出 版 物：《高电压技术》 (High Voltage Engineering)

年 卷 期：2014年第40卷第5期

页      面：1599-1604页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：激光推进及其应用国家重点实验室基础研究项目(编号略)~~ 

主　　题：碲化铋 温差发电模块 热电元件 热电耦合方程 输出功率 能量转化效率 

摘      要：利用温差发电技术进行发动机废热回收的研究日益受到关注。为此,以热源温度250℃、热沉温度30℃为工况,考虑半导体热电材料（碲化铋）物理参数随温度的变化,数值研究了热电元件长度和截面积、导热基底厚度这3个结构参数对温差发电模块发电性能的影响。针对1维模型精度低和灵活性差的特点,建立了3维热电耦合物理模型。数值模拟结果表明：对于峰值输出功率而言,热电元件长度存在最优值,在该研究条件下,最优值在0.075～0.125 mm范围内,与理论分析结果近似,能量转化效率则随热电元件长度的增加而减小;输出功率随热电元件截面积的增大而减小,面积比功率和能量转化效率则缓慢下降;导热基底越厚,输出功率和能量转化效率均越减小。并且建立了简易实验测试装置,通过测试商用热电器件验证了物理模型的准确性。研究结果能为温差发电模块构型设计提供参考。