低温半导体温差发电循环的工作性能分析.pdf

【低温半导体温差发电循环的工作性能分析】 低温半导体温差发电循环是一种利用塞贝克效应（Seebeck effect）将热能直接转化为电能的技术。在该过程中，无需复杂的热力和电气系统，只需要维持半导体热电偶两端的温度差异即可。这种发电方式尤其适用于废热回收或在低温环境下的能源利用。 文章作者通过数值分析揭示了在温差发电循环中，当热电模块处于非平衡稳定状态时的温度场分布规律。他们采用了一种热电模块结构，该结构由两层高纯度的氧化铝陶瓷片、两层铜导流片和半导体电极（P型和N型）组成。这些电极以热路上并联、电路上串联的方式组合形成热电偶阵列，形成一个热电模块。 作者刘金平和张永恒运用热力学理论和传热学原理，建立了热电偶元件在稳态条件下的数学模型。他们基于P型电极的特性参数进行建模，并使用C++编程语言进行数值模拟，以此研究在不同工作条件下的热电模块性能。 论文中，作者重点评估了三个关键性能指标：发电效率、火用效率和输出功率。发电效率是指转换为电能的热能占输入热能的比例，它反映了能量转化的效率。火用效率是考虑了热能质量和方向性的效率指标，体现了能量利用的有效性。输出功率则直接反映了装置的实用性。 通过对多种工况的分析，作者得出了一些有价值的理论依据，这些结果有助于进一步研究如何优化热电模块的设计和提高其工作效率。尤其是在低温应用中，例如汽车尾气回收、工业废热利用等领域，这些研究具有很大的实际意义。 这篇论文深入探讨了低温半导体温差发电循环的工作机制和性能，为提高热电转换效率提供了理论支持。其研究方法和结果对于开发新型热电材料和优化热电设备设计具有重要的参考价值。