水面太阳辐射热能发电装置研究
发布时间：2021-10-22 05:45
能量供应是水面分布式传感网络面临的重要问题。本文创新性地提出了水面低功耗无线传感器节点利用太阳辐射热能实现自供电的方法,研制了相应的发电装置。该装置采用半导体温差发电器（Thermoelectric Generator,TEG）将热能直接转换成电能,具有体积小、寿命长、无运动部件、可靠性高等优点,很适合于水面低功耗无线传感器节点的供能。论文主要研究内容和结论如下:1.建立了水面太阳辐射热能发电装置的传热模型。根据一维稳态传热的基本理论,建立了发电装置的集热部件、隔热部件、散热部件以及考虑热阻影响的TEG的传热模型。在此基础上,建立了发电装置的传热模型并对其展开了相应的分析,为发电装置的结构设计奠定了理论基础。2.设计并开发了一套TEG性能测试平台。该平台用电热板提供热源,用制冷器件和风扇组成的混合散热装置散热,具有结构紧凑、测量精度较高的特点,可满足对多个TEG串并联发电性能的测试要求。通过该平台完成了TEG发电性能的测试,为后续设计提供了实验基础。3.完成了发电装置的设计并研制了实验样机。分析了无线传感器节点的工作条件和能耗要求,完成了发电装置集热部件、隔热部件、散热部件等部件的结构...
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Micropelt公司研制的TEG及TEG系统
1T2TI图 2.1 塞贝克效应与珀尔帖效应示意图2.1.2 珀尔帖效应如图 2.1(b)所示，在图中的 x、y 两端施加一个电动势，在导体 a 和 b 构成的回路中将会有电流I 流过，同时还将出现在两导体的一个接头处发生吸热，而在另一个接头处发生放热的现象，这个现象称为珀尔帖效应，是法国人珀尔帖最早发现的，1834 年首次发表于法国《物理和化学年鉴》上。假设接头处的吸热（或放热）速率为q，实验发现，该吸（或放）热速率q与回路中的电流I 成正比，即：abq = πI(2.3)式中的abπ 为比例常数，定义为珀尔帖系数，单位是 W/A，也可以用电压的单位 V表示。显然珀尔帖系数的物理意义是单位时间内单位电流在接头处所引起的吸（或放）热量。同塞贝克系数一样
国防科学技术大学研究生院硕士学位论文量交换，这种现象称为汤姆逊效应。假设流过一个均匀导体流方向上的温差为1 2ΔT = T T，则在这段导体上的吸（或放q = βI Δ Tβ 为比例常数，定义为汤姆逊系数，单位与塞贝克系数相同，向与温度梯度方向一致时，导体吸热则汤姆逊系数为正，反效应不同的是汤姆逊效应是存在于单一均匀导体中的热电转得注意的是，汤姆逊效应一般属于二级效应，它在电路的热地位，其数值与珀尔帖效应相比甚微，很多工程或设计计算。然而，当温度差越大时，汤姆逊现象愈明显。因此，对于逊热可以提高计算精度[28]。1Tx
【参考文献】：
期刊论文
[1]低维热电材料研究进展[J]. 谢华清. 稀有金属材料与工程. 2010(03)
[2]太阳能光热光电综合利用[J]. 倪明江,骆仲泱,寿春晖,王涛,赵佳飞,岑可法. 上海电力. 2009(01)
[3]温差发电技术及其一些应用[J]. 张腾,张征. 能源技术. 2009(01)
[4]无线传感节点节能措施的研究[J]. 王俊,张发明,吴刚,张保立,秦琳琳. 电子技术. 2008(07)
[5]一种极低功耗无线唤醒收发机设计[J]. 张雪凡,沈明华. 上海大学学报(自然科学版). 2007(06)
[6]PMMA透光复合材料研究进展[J]. 陈卢松,黄争鸣. 塑料. 2007(04)
[7]无线传感器网络能量收集技术分析[J]. 杜冬梅,何青,张志. 微纳电子技术. 2007(Z1)
[8]无线传感网络测量的目标预测动态能量优化[J]. 王雪,马俊杰,王晟. 机械工程学报. 2007(08)
[9]热电材料的研究进展[J]. 李玲玲,张丽鹏,于先进. 山东陶瓷. 2007(02)
[10]微型热电器件研究进展[J]. 刘向阳,任山,闻立时. 材料导报. 2007(03)
硕士论文
[1]半导体温差发电装置的研制[D]. 周子鹏.河北工业大学 2008
[2]太阳能热电—光电复合发电系统的发电功率与效率模型[D]. 张宁.武汉理工大学 2007
[3]机械形体参数对零件热变形影响研究[D]. 李光珂.合肥工业大学 2007
[4]热电发电器及其电源调理系统研究[D]. 龚科.南京航空航天大学 2007
[5]低品位热源半导体小温差发电器性能研究[D]. 钱卫强.大连理工大学 2006
本文编号：3450498
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Micropelt公司研制的TEG及TEG系统
1T2TI图 2.1 塞贝克效应与珀尔帖效应示意图2.1.2 珀尔帖效应如图 2.1(b)所示，在图中的 x、y 两端施加一个电动势，在导体 a 和 b 构成的回路中将会有电流I 流过，同时还将出现在两导体的一个接头处发生吸热，而在另一个接头处发生放热的现象，这个现象称为珀尔帖效应，是法国人珀尔帖最早发现的，1834 年首次发表于法国《物理和化学年鉴》上。假设接头处的吸热（或放热）速率为q，实验发现，该吸（或放）热速率q与回路中的电流I 成正比，即：abq = πI(2.3)式中的abπ 为比例常数，定义为珀尔帖系数，单位是 W/A，也可以用电压的单位 V表示。显然珀尔帖系数的物理意义是单位时间内单位电流在接头处所引起的吸（或放）热量。同塞贝克系数一样
国防科学技术大学研究生院硕士学位论文量交换，这种现象称为汤姆逊效应。假设流过一个均匀导体流方向上的温差为1 2ΔT = T T，则在这段导体上的吸（或放q = βI Δ Tβ 为比例常数，定义为汤姆逊系数，单位与塞贝克系数相同，向与温度梯度方向一致时，导体吸热则汤姆逊系数为正，反效应不同的是汤姆逊效应是存在于单一均匀导体中的热电转得注意的是，汤姆逊效应一般属于二级效应，它在电路的热地位，其数值与珀尔帖效应相比甚微，很多工程或设计计算。然而，当温度差越大时，汤姆逊现象愈明显。因此，对于逊热可以提高计算精度[28]。1Tx
【参考文献】：
期刊论文
[1]低维热电材料研究进展[J]. 谢华清. 稀有金属材料与工程. 2010(03)
[2]太阳能光热光电综合利用[J]. 倪明江,骆仲泱,寿春晖,王涛,赵佳飞,岑可法. 上海电力. 2009(01)
[3]温差发电技术及其一些应用[J]. 张腾,张征. 能源技术. 2009(01)
[4]无线传感节点节能措施的研究[J]. 王俊,张发明,吴刚,张保立,秦琳琳. 电子技术. 2008(07)
[5]一种极低功耗无线唤醒收发机设计[J]. 张雪凡,沈明华. 上海大学学报(自然科学版). 2007(06)
[6]PMMA透光复合材料研究进展[J]. 陈卢松,黄争鸣. 塑料. 2007(04)
[7]无线传感器网络能量收集技术分析[J]. 杜冬梅,何青,张志. 微纳电子技术. 2007(Z1)
[8]无线传感网络测量的目标预测动态能量优化[J]. 王雪,马俊杰,王晟. 机械工程学报. 2007(08)
[9]热电材料的研究进展[J]. 李玲玲,张丽鹏,于先进. 山东陶瓷. 2007(02)
[10]微型热电器件研究进展[J]. 刘向阳,任山,闻立时. 材料导报. 2007(03)
硕士论文
[1]半导体温差发电装置的研制[D]. 周子鹏.河北工业大学 2008
[2]太阳能热电—光电复合发电系统的发电功率与效率模型[D]. 张宁.武汉理工大学 2007
[3]机械形体参数对零件热变形影响研究[D]. 李光珂.合肥工业大学 2007
[4]热电发电器及其电源调理系统研究[D]. 龚科.南京航空航天大学 2007
[5]低品位热源半导体小温差发电器性能研究[D]. 钱卫强.大连理工大学 2006
本文编号：3450498
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