隨著國家全面推進(jìn)供熱計量改革工作，加快供熱計量改革，停止按面積計價收費，實現(xiàn)按熱量計價收費，強化節(jié)能意識，節(jié)約能源減少能源浪費，降低能耗，特別是近幾年能源短缺，各地非常重視。供熱改革也同時進(jìn)行。對供熱改革中分戶計量的熱量表的需求也正在擴(kuò)大同時熱量表的性能、質(zhì)量、以及服務(wù)的要求也越來越高。特別長期使用的可靠性有待時間證明。我公司為提高企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力和產(chǎn)品市場競爭能力，在熱能表和電子研發(fā)領(lǐng)域方面加大力度，公司強化與各大院?？蒲袉挝坏暮献鳎餐邪l(fā)了新一代溫差發(fā)電式熱能表，此表與國內(nèi)（外）熱能表供電方式不同，我公司生產(chǎn)的熱能表不用電池供電，只要保持一定溫差就可以直接供給熱能表所需的電量，此產(chǎn)品具有節(jié)能、安全，使用壽命長等特點. 半導(dǎo)體溫度發(fā)電模塊，是一種利用溫差直接將熱能轉(zhuǎn)化為電能的全固態(tài)能量轉(zhuǎn)化發(fā)電裝置,它無需化學(xué)反應(yīng)且無機(jī)械移動部分,因而具有無噪音,無污染,無磨損,重量輕,使用壽命長等種種優(yōu)點。被廣泛地用于工業(yè)余熱,廢熱回收利用,航天輔助電力系統(tǒng)等。隨著能源的短缺及人們不斷提高的環(huán)境保護(hù)意識,特別是全球氣候變暖問題,半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)以其各種優(yōu)點越來越引起人們的關(guān)注。 由于不同的金屬材料所具有的自由電子密度不同，當(dāng)兩種不同的金屬導(dǎo)體接觸時，在接觸面上就會發(fā)生電子擴(kuò)散。電子的擴(kuò)散速率與兩導(dǎo)體的電子密度有關(guān)并和接觸區(qū)的溫度成正比。設(shè)導(dǎo)體A和B的自由電子密度為NA和NB，且有NA＞NB，電子擴(kuò)散的結(jié)果使導(dǎo)體A失去電子而帶正電，導(dǎo)體B則因獲得電子而帶負(fù)電，在接觸面形成電場。這個電場阻礙了電子繼續(xù)擴(kuò)散，達(dá)到動態(tài)平衡時，在接觸區(qū)形成一個穩(wěn)定的電位差，即接觸電勢。 半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊是根據(jù)塞貝克效應(yīng)制成的,即把兩種半導(dǎo)體的接合端置于高溫,處于低溫環(huán)境的另一端就可得到電動勢E:E=As$T=As(T2-T1)。式中:As為塞貝克系數(shù),其單位為VK或LVK.塞貝克系數(shù)AS是由材料本身的電子能帶結(jié)構(gòu)決定的。 我們采用的半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊外形尺寸為40mm 40mm 4mm,共有127對PN結(jié),具有一定的耐高溫特性(熱端穩(wěn)定工作溫度可達(dá)180℃,最高短時沖擊溫度220℃),熱電轉(zhuǎn)化效率為11.7%。溫差發(fā)電模塊組的盛水器裝置，我們設(shè)計的裝置是，用底部平整的盛水器,在其底部涂上導(dǎo)熱硅脂與溫差模塊的冷端保持良好的熱接觸(開水的溫度為100℃)。模塊熱端向下緊貼在鋁片上(也使用導(dǎo)熱硅脂)。盛水器與鋁片用銷釘鎖緊以保持溫差模塊兩面與熱,冷源的緊密接觸。鋁片另外有兩個支柱用來調(diào)節(jié)熱源之間的距離,當(dāng)熱源溫度較高時可調(diào)大鋁片與熱源之間的空隙,從而使熱端溫度不高于200℃。 我們采用管道熱水作為熱源,供水溫度在65-90℃之間，,測得模塊的冷端溫度在25-40℃之間,因而STM兩端溫差最低可維持45-50點。通過實驗，我們可以看出,半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊作為電源,其串并聯(lián)的情況與其它電源的串并聯(lián)并無本質(zhì)區(qū)別。