计及电热耦合的多级温差发电建模和试验研究

作     者：王成江 沈书林 涂鸣麟 方洋洋 梁清雲 Wang Chengjiang;Shen Shulin;Tu Minglin;Fang Yangyang;Liang Qingyun

作者机构：三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 新能源微电网湖北省协同创新中心(三峡大学)湖北宜昌443002 长江三峡通航管理局湖北宜昌443002 

出 版 物：《可再生能源》 (Renewable Energy Resources)

年 卷 期：2019年第37卷第6期

页      面：900-906页

学科分类：080702[工学-热能工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51577105) 

主　　题：多级温差发电 电热耦合效应 贪心算法 热电输出特性 

摘      要：为准确描述多级温差发电器实际工作时各级节点温度分布与通过热功率及其热电输出特性之间的关系,文章建立了计及电热耦合的多级温差发电数值分析模型。运用贪心算法(Greedy Algorithm)编程求解,以常见的Bi2Te3,PbTe和SiGe 3种半导体材料的发电片为例,通过试验验证了模型的正确性,并进一步研究了电热耦合效应对多级温差发电器的Seebeck电压、发电功率和热电转换效率的影响。模型的数值求解和实测结果对比表明:由于电热耦合效应的存在,多级温差发电器在实际工作时各级节点的温度上升,但冷、热端的温差值减小;电热耦合效应会使Seebeck电压、发电功率和热电转换效率明显降低,下降幅度随多级温差发电器热端温度的升高而增大,随发电器级数的增加而减小。