发电装置、太阳能热水发电设备及发电站

摘要

本发明涉及一种发电装置、太阳能热水发电设备及发电站，其中，包括温差发电单元和吸热散热单元，温差发电单元具有第一接触面和第二接触面，第二接触面与吸热散热单元接触；在第一接触面接收到热源传递的热能状态下，吸热散热单元从第二接触面吸热；在第一接触面未接收到热源传递的热能状态下，吸热散热单元向第二接触面放热。温差发电单元均通过第一接触面与第二接触面的温差来产生电能。该发电装置通过设置温差发电单元和吸热散热单元，在该两种状态时，温差发电单元通过第一接触面与第二接触面的温差来产生电能，因此热源的热能被较高程度地利用来产生电能，热能利用率高。

权利要求

1.一种发电装置，其特征在于，包括温差发电单元(3)和吸热散热单元(2)，所述温差发电单元(3)具有第一接触面和第二接触面，所述第二接触面与所述吸热散热单元(2)接触；

在所述第一接触面接收到热源传递的热能状态下，所述吸热散热单元(2)从所述第二接触面吸热，所述温差发电单元(3)通过所述第一接触面与所述第二接触面的温差来产生电能；

在所述第一接触面未接收到热源传递的热能状态下，所述吸热散热单元(2)向所述第二接触面放热，所述温差发电单元(3)通过所述第一接触面与所述第二接触面的温差来产生电能；

所述吸热散热单元(2)为通过液态介质进行循环换热的换热结构；

所述发电装置还包括控制机构、设置在所述第一接触面上的第一温度检测机构、以及设置在所述第二接触面上的第二温度检测机构，所述控制机构接收所述第一接触面和所述第二接触面的温度信号并控制所述液态介质的流速，以使所述第一接触面和所述第二接触面的温差在预设阈值内，所述预设阈值为8℃～15℃。

2.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，还包括光伏发电单元(4)，所述光伏发电单元(4)与所述第一接触面接触，能够在阳光照射下发电并作为热源向所述第一接触面传递热能。

3.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述液态介质为水，且所述吸热散热单元(2)与热水器连接。

4.根据权利要求2所述的发电装置，其特征在于，所述光伏发电单元(4)、所述温差发电单元(3)和所述吸热散热单元(2)为依次贴紧的层状结构，所述光伏发电单元(4)位于上层，所述吸热散热单元(2)位于下层。

5.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述温差发电单元(3)由帕尔贴元件与传输电路组成。

6.一种太阳能热水发电设备，其特征在于，具有权利要求2所述的发电装置。

7.一种发电站，其特征在于，具有权利要求1～5任一项所述的发电装置。

说明书

发电装置、太阳能热水发电设备及发电站

技术领域

[0001] 本发明涉及发电技术领域，尤其涉及一种发电装置、太阳能热水发电设备及发电站。

背景技术

[0002] 温差发电装置是一种利用高、低温热源之间的温差来进行发电的装置，目前温差发电装置对维持温差问题尚未有良好的解决方案，热能利用率存在较低的技术缺陷。

[0003] 现有的太阳能设备主要分为利用光伏发电的光伏发电装置和利用热能热水的太阳能热水装置，现有的光伏发电装置大多都是独立的发电机构，并且该装置的散热问题严
重影响发电效率，光伏发电存在光伏板过热降低效率和寿命的问题；而现有目前的太阳能
热水装置一般只具有热水功能，没有发电功能，同时，光热热水又存在热能过剩的问题，因而现有的太阳能设备大多都存在能源利用率低的问题。

发明内容

[0004] 为克服以上技术缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种发电装置、太阳能热水发电设备及发电站，能够提高热能利用率。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种发电装置，其包括温差发电单元和吸热散热单元，温差发电单元具有第一接触面和第二接触面，第二接触面与吸热散热单元接触；
在第一接触面接收到热源传递的热能状态下，吸热散热单元从第二接触面吸热，温差发电
单元通过第一接触面与第二接触面的温差来产生电能；在第一接触面未接收到热源传递的
热能状态下，吸热散热单元向第二接触面放热，温差发电单元通过第一接触面与第二接触
面的温差来产生电能。

[0006] 进一步地，发电装置还包括光伏发电单元，光伏发电单元与第一接触面接触，能够在阳光照射下发电并作为热源向第一接触面传递热能。

[0007] 优选地，吸热散热单元为通过液态介质进行循环换热的换热结构。

[0008] 优选地，液态介质为水，且吸热散热单元与热水器连接。

[0009] 进一步地，发电装置还包括控制机构、设置在第一接触面上的第一温度检测机构、以及设置在第二接触面上的第二温度检测机构，控制机构接收第一接触面和第二接触面的温度信号并控制液态介质的流速，以使第一接触面和第二接触面的温差在预设阈值内。

[0010] 优选地，预设阈值为8℃～15℃。

[0011] 进一步地，光伏发电单元、温差发电单元和吸热散热单元为依次贴紧的层状结构，光伏发电单元位于上层，吸热散热单元位于下层。

[0012] 优选地，温差发电单元由帕尔贴元件与传输电路组成。

[0013] 本发明还提供了一种太阳能热水发电设备，该太阳能热水发电设备具有上述的发电装置。

[0014] 本发明还提供了一种发电站，该发电站具有上述的发电装置。

[0015] 由此，基于上述技术方案，本发明提供了一种发电装置、太阳能热水发电设备及发电站，该发电装置通过设置温差发电单元和吸热散热单元，第二接触面与吸热散热单元接触，在第一接触面接收到热源传递的热能时，吸热散热单元从第二接触面吸热，使得第一接触面的温度大于第二接触面的温度，温差发电单元通过第一接触面与第二接触面的温差来
产生电能；而热源的热能被吸热散热单元所吸收，待热源温度降低直至第一接触面未接收
到热源传递的热能时，吸热散热单元向第二接触面放热，使得第二接触面的温度大于第一
接触面的温度，温差发电单元仍然能够通过第一接触面与第二接触面的温差来产生电能，
因此热源的热能被较高程度地利用来产生电能，热能利用率高。本发明提供的太阳能热水
发电设备和发电站也具有上述的有益技术效果。

附图说明

[0016] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明仅用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0017] 图1为本发明发电装置一实施例的分体结构示意图；

[0018] 图2为本发明发电装置一实施例的整体结构示意图；

具体实施方式

[0019] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

[0020] 本发明的具体实施方式是为了便于对本发明的构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果有更进一步的说明。需要说明的是，对于这些实施方
式的说明并不构成对本发明的限定。此外，下面所述的本发明的实施方式中涉及的技术特
征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

[0021] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护
范围的限制。

[0022] 由于现有的发电装置对热能的利用率不高，本发明设计了一种发电装置及发电站，该发电装置通过设置温差发电单元和吸热散热单元，温差发电单元的第二接触面与吸
热散热单元接触，在第一接触面接收到热源传递的热能时，吸热散热单元从第二接触面吸
热，热源的热能被吸热散热单元所吸收，待热源温度降低直至第一接触面未接收到热源传
递的热能时，吸热散热单元向第二接触面放热，在该两种状态时，温差发电单元通过第一接触面与第二接触面的温差来产生电能，因此热源的热能被较高程度地利用来产生电能，热
能利用率高。

[0023] 在本发明发电装置的一个示意性的实施例中，如图1所示，发电装置包括温差发电单元3和吸热散热单元2，温差发电单元3具有第一接触面和第二接触面，第二接触面与吸热散热单元2接触；

[0024] 在第一接触面接收到热源传递的热能状态下，吸热散热单元2从第二接触面吸热，温差发电单元3通过第一接触面与第二接触面的温差来产生电能；

[0025] 在第一接触面未接收到热源传递的热能状态下，吸热散热单元2向第二接触面放热，温差发电单元3通过第一接触面与第二接触面的温差来产生电能。

[0026] 在该示意性的实施例中，通过设置温差发电单元3和吸热散热单元2，在第一接触面接收到热源传递的热能时，吸热散热单元2从第二接触面吸热，使得温差发电单元3的第
一接触面的温度大于第二接触面的温度，温差发电单元3能够通过第一接触面与第二接触
面的温差来产生电能；而热源的热能被吸热散热单元2所吸收，待热源温度降低直至第一接触面未接收到热源传递的热能时，或热源不存在时，储存了热能的吸热散热单元2反向地向第二接触面放热，使得温差发电单元3的第二接触面的温度大于第一接触面的温度，此时温差发电单元3仍然能够通过第一接触面与第二接触面的温差来产生电能，因此利用该发电
装置，温差发电单元3的两个温差面的温度能够被较好地控制，而且热源的热能被温差发电单元3较高程度地利用来产生电能，提高了热能的利用率。

[0027] 其中，需要说明的是，热源可以是太阳能，也可以是暖气片等其他热源部件，在温差发电单元3的第一接触面接收到热源的热能时该发电装置就能产生电能。

[0028] 在本发明发电装置的一个优选的实施例中，如图1和图2所示，当热源为太阳能时，发电装置还包括光伏发电单元4，光伏发电单元4与第一接触面接触，能够在阳光照射下发电并作为热源向第一接触面传递热能。在白天，光伏发电单元4接受太阳光照射，太阳能的光能被光伏发电单元4吸收会发电并伴随发出太阳能的热能，热能传导至温差发电单元3的
第一接触面，此时，第二接触面与吸热散热单元2接触，从而降低了第二接触面的温度，第一接触面和第二接触面产生的温差使得温差发电单元3发电，温差发电单元3被光伏发电单元
4长时间加热，从而将热能持续传导至吸热散热单元2，热能被“缓存”在吸热散热单元2，太阳能的光能被转化成电能，太阳能的热能一部分被转化电能，另一部分被储存在吸热散热
单元2里可以另作他用，因而最大化地利用太阳能；在夜间，外界温度较低，此时吸热散热单元2被“缓存”的热能释放出来，使得温差发电单元3的第二接触面的温度大于第一接触面的温度，此时温差发电单元3仍然能够通过第一接触面与第二接触面的温差来产生电能，从而保持发电，延长了发电装置的发电时间，最大化地利用了太阳能，达到绿色环保节能的效
果。

[0029] 优选地，光伏发电单元4、温差发电单元3以及吸热散热单元2为依次贴紧的层状结构，如图1所示，光伏发电单元4位于上层，中间层为温差发电单元3，吸热散热单元2位于下层。三层紧密贴合导热措施良好，热能损失少，有效保证太阳能利用最大化。

[0030] 如图1和图2所示，发电装置还可以包括基架1和支撑架5，光伏发电单元4、温差发电单元3以及吸热散热单元2由上至下地设置在基架1上，基架1安装在支撑架5的斜面上以
便于光伏发电单元4接收太阳光。

[0031] 在上述实施例中，吸热散热单元2优选地为通过液态介质进行循环换热的换热结构，液态介质具有较好的吸热性能，能够将热能较好地保存在吸热散热单元2内。其中，液态介质可以为油，液态介质尤其为水，此时吸热散热单元2与热水器连接，水为最常见的液体，易于获取，具有较好吸热和放热性能，当水被加热后，除了可以对温差发电单元3放热以外还可以作为热水在厨房或浴室中使用。

[0032] 为了尽可能地使得温差发电单元3产生更多的电能，在本发明发电装置的另一个优选的实施例中，发电装置还包括控制机构、设置在第一接触面上的第一温度检测机构、以及设置在第二接触面上的第二温度检测机构，控制机构接收第一接触面和第二接触面的温
度信号并控制液态介质的流速，以使第一接触面和第二接触面的温差在预设阈值内。吸热
散热单元2由输液管道与其配套的保温装置组成，其中输液管道的管径小于预设值，保证输液管道较细，能够充分降低流速，使冷水能够充分吸热，保温装置能维持热量长时间不散
失，控制机构接收第一接触面和第二接触面的温度信号来采用双输入PID来控制液态介质
的流速，保证温差在足够的范围内就能使得温差发电单元3产生更多的电能。预设阈值优选地为8℃～15℃，在该优选的数值内，温差发电单元3的产出电能比较高。其中，温差发电单元3优选地由帕尔贴元件与传输电路组成，实际使用的帕尔贴元件是由硒、碲、铋、锑等熔炼拉晶的合金，帕尔贴元件在温差存在时将持续产生电能，温差在10℃时即可产生可观的电
能。

[0033] 本发明还提供了一种太阳能热水发电设备，该太阳能热水发电设备具有上述实施例的发电装置。

[0034] 由于本发明发电装置至少能够提高热能利用率，具有该发电装置的太阳能热水发电设备相应地也具有上述有益的技术效果，在此不再赘述。

[0035] 本发明还提供了一种发电站，该发电站具有上述实施例的发电装置。

[0036] 由于本发明发电装置至少能够提高热能利用率，具有该发电装置的发电站相应地也具有上述有益的技术效果，在此也不再赘述。

[0037] 以上结合的实施例对于本发明的实施方式做出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和实质精神的情况下
对这些实施方式进行多种变化、修改、等效替换和变型仍落入在本发明的保护范围之内。