陈浩 王存海† 程子明 魏琳扬 王富强 张欣欣

1) (北京科技大学能源与环境工程学院,北京 100083)

2) (哈尔滨工业大学(威海)新能源学院,威海 264209)

3) (东北大学冶金学院,沈阳 110819)

基于辐射制冷和温室效应,设计了一种无需主动能量输入的温差发电系统:夜间利用辐射制冷降低热电模块的冷端温度,白天利用温室效应增加热端温度,以提高冷热端温差,达到全天候无间断的发电效果.实验研究了热电模块冷热端温差随时间的变化及其受环境湿度的影响.在中国陕西的夏季实验测量和分析结果表明:辐射制冷使热电模块冷热端在夜间维持约1.1 ℃的温差;温室效应可使热端温度比环境温度高出13.9 ℃;环境湿度在20%和45%的条件下,热电模块冷热端的全天平均温差分别为1.9 ℃和1.6 ℃,表明20%的环境湿度条件下该系统具有更好的发电性能.本装置实现了全天候的被动能量输出,在离网区域电力供应等方面具有潜在的应用前景.

1 引言

电能已经成为现代生活中人们赖以生存的基础,然而目前中国仍旧存在较大的电力缺口.在电网难以覆盖的偏远地区,离网电能成为主要的供电方式,但是一些户外设备,如野外监控器的持续供电仍旧存在一定的困难.目前,离网电能主要包括铅酸电池、移动电源和户外光伏储能式电源,但它们都存在明显缺点或不足:铅酸电池能量占比低、制造过程容易污染环境;移动电源充电不方便、价格昂贵、损耗较大;户外光伏储能式电源无法在……