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温度发电片TEP1-142T300
否
其他
制冷
发电
企业名：深圳市扬名宏业科技有限公司
类型：生产企业
电话： 0755-82861808
手机：13631698458
联系人：张先生
QQ： 
邮箱：842090429@QQ.COM
地址：广东深圳深圳福田区振华路海外装饰大厦5031室
∟ 其他电源IC(1)
为了方便对温差发电爱好者的应用，我们推出了两种规格的温差发电片：
引线长度：约15CM
发电片尺寸：40MM长*40MM宽*3.2MM厚
有字的一面帖近于散热面（冷端）
无字的一面帖进于吸热面（热端）
红色线接正极，黑色线接负极，有温差时既可发电
佳匹配电阻：3.3-4.3间
使用温度在-50度至300度间
安装注意事项：
发电片必须要安装在平坦的表面（特别是冷面）。安装面高度误差不得超过20微米
受热面温度不得超过300℃ 散热面要保持100℃以下
温差发电课堂 开课啦！
13.0 热电发电机 13.1 Bi-Te基化合物是专门为制冷或当电流通过器件产生了温差后加热和制冷同时共存的应用场合而设计的。反之，将器件进行逆向运行，即当热电器件两端存在一个温差时，就有可能产生电流。尽管产生的电能以及发电效率仍然很低，但是只要存在热源就可以获得电能。 13.2 发电用的热电器件与传统的热电偶有一定的相似性。让我们先看在给定温差的情况下，一个简单温差电偶对的工作情况，如下图13-1所示。 图13-1 简单热电偶对 Th > Tc 在没有负载时（RL未连接），a,b两点之间的开路电压为： V = S x DT 其中， V是温差电偶（发电器）的输出电压，单位V S是平均塞贝克（Seebeck）系数 ，单位V/K DT为温差电偶两端的温差，单位K，且 DT = Th-Tc 当加上负载的时候，由于发电器内部电阻损耗，温差电偶输出电压会下降。通过负载的电流为：
其中: 为发电器输出电流，单位为A 为温差电偶的平均内阻，单位为Ω 为负载电阻，单位为Ω 总的热量(Qh )输入： Qh = (S x Th x I) - (0.5 x I2 x Rc) + (Kc x DT) 其中： Qh 为总的热量输入，单位为W Kc 为温差电偶的热导，单位为W/K Th 为温差电偶热端温度，单位为K 发电机的效率(Eg ) : V x I Eg = ————— Qh 目前我们只讨论了一个单一的温差电偶对，但是一个完整的热电器件包含了很多个温差电偶对，因此对于实际情形，我们需要对公式进行修正： Vo = SM x DT = I x (RM + RL) 其中， Vo为发电器输出电压，单位为V SM为器件平均塞贝克（Seebeck）系数，单位为V/K RM为器件平均电阻，单位为Ω 必须注意的是，器件的塞贝克（Seebeck）系数、电阻、热导三个参数都是和温度相关的，参数的具体计算在11章的11.2节到11.24节里列出。我们认为使用附录A里的数据对发电器性能参数进行近似计算是合理的。在这种情况下，参数SM,RM,kM的值都应该在器件的平均温度（ Tavg）下进行计算： Th + Tc Tavg = ———— 2 器件输出功率（Po ,单位w): Po = RL x 但发电器实际应用中，不太可能存在正好产生标准输出功率的条件。因此，绝大多数热电发电器都是由许多独立的热电器件通过串联、并联或串并联一起的方式组合在一起。一个典型的热电发电器的图解如图13.2所示。该热电发电器总的热电器件数NT包括串联的热电器件数NS和并联的热电器件数NP，总的热电器件数NT计算公式： NT = NS x NP 图13.2 热电器件串并联共存的典型热电发电器结构 通过负载电阻（RL）的电流（I ，单位A）：
系统输出电压（Vo，单位V）： 系统输出功率（PO，单位w）：
系统总的热量输入（Qh，单位w）： 系统发电效率（Eg）： Po Eg = ————— x 100% Qh 大效率发生在发电器内部电阻（RGEN）等于负载电阻（RL）时。其中内部电阻 NS x RM RGEN = ————— NP 13.3我们以电压为12V，电流为1.5A的热电发电器作为例子进行设计说明。该发电器为偏远地区石油输送管道上的电子遥感装置提供动力，持续流动的热油使得管壁温度高达130 oC。管道附近有流动水源（温度为10 oC），同时有一个有效的水冷散热器可以使热电发电机的冷端温度保持在30oC。在计算中我们采用了附表A中数据来获得参数 SM, RM , KM在开始之前我们先回顾一些系统参数并进行初步的计算。 起始条件： Th = + 130°C = 403.2K Tc = + 30°C = 303.2K Vo = 12 volts I = 1.5 amperes 从而： Tav = (Th+Tc)/2 = (403.2+303.2)/2 = 353.2K RL = Vo/I = 12 / 1.5 = 8.0 ohms Po = Vo x I = 12 x 1.5 = 18 watts DT = Th-Tc = 403.2 - 303.2 = 100K 一般在发电器应用时要求选择相对功率较大的发电器以降低成本。因此在这次设计中我们选用有127个温差电偶对，电流为6A的热电器件。 从附表A中可查询到我们所选器件在Tav = 353.2K 时的参数： SM = 0.05544 volts/K RM = 3.0994 ohms KM = 0.6632 watts/K 负载功率计算值为18w，为满足负载功率要求，需要计算所选少器件数目。我们模型中器件大功率：
少器件数目：
由于发电器在RGEN= RL时具有大效率，因此在绝大多数实际应用中需要选择器件串并联方式来尽量满足这个电阻平衡关系。只有在电流相对较低（毫安级）和中等电压的情况下，RGEN和RL才有可能实现相等。在这种情况下，所有器件串联可能会有好的结果。但是需要注意，只有在外部负载电阻远大于发电器内部电阻时，发电器件之间串联才可以提供大的输出电压。 在对任何热电发电器进行评估的时候，优先考虑的总是热电器件串联的结构。8个器件串联后的电阻为：
显然串联后发电器内部电阻（24.8Ω）大于负载电阻（8Ω）。因此，串联结构并不是优的组合结构。在NS=8，NP=1的串联情况下，输出电压为： 对于8个器件组合，另一个常见的组合方式是每四个器件串联后再进行并联，即NS=4，NP=2。这种情况下发电器电阻为：
该RGEN值（6.2Ω）与负载电阻（8Ω）并不完全匹配，但仍然在比较符合要求的取值范围内。无论如何，这是在所选器件组合里接近负载电阻的电阻值。输出电压为12.49 V，计算公式如下： 我们可以发现该值与VO很接近，因此我们所选器件的串并联组合方式是优的。如果要求对V0进行调控，则只能采用一些其他的电子变压方法或改变温差来实现。而在某些情况下不论如何进行器件的组合，输出电压都始终无法达到近似匹配，此时可能需要使用不同额定电流的器件或改变器件的数目。 在我们可以确定设计系统的功率和效率。由于我们已经确定了输出电压（V），从而输出功率PO ： (Vo)2 (12.49)2 Po = ——— = ——— = 19.5 watts RL 8.0 总的热量输入（Qh）：
发电机的效率（Qc）： Qc = Qh - Po = 657.7 - 19.5 = 638.2 watts 传输到发电器冷端面的热量 (Qs) ：
在任何热电发电器的设计中，总会要求通过将温差大化来实现系统热电器件数目的小化。这种情况可以从图13.3中明显看出。该图是关于用标准127个热电偶对，6安培的热电器件所组合而成的热电发电器在不同Thot值的情况下的曲线图。从中明显可以看出当冷端温度很高，即温差很小时，需要数目非常多的器件。冷端散热装置的性能也非常重要，并且要求其热阻非常低。在很多情况下，已经证实冷端散热装置的设计是具挑战性的一个工程问题。
13.4 热电器件在热量计中的应用
热电发电器件在热量计上也有较小但可行的实际应用。传统的热量计采用普通的热电偶通过塞贝克（Seebeck）效应进行热量测量。而使用多个热电器件制造的热量计可能拥有比标准康铜热电偶高10到200倍的灵敏度（每单位热流密度所产生的电压）。单一温差电偶的开路电压（V），其在13.2节中有详述并在图13.1中有图示，计算如下：
V = S x DT 其中， V 是温差电偶（发电器）的输出电压，单位V S 是平均塞贝克（Seebeck）系数 ，单位V/K DT为温差电偶两端的温差，单位K，且DT=Th-Tc 对于实际拥有多个温差电偶对的热电器件，塞贝克系数为SM,则其输出电压(Vo) : Vo = SM x DT 通过热电器件的热流：
其中， Q 为热流，单位W KM 为热电器件热导，单位W/K 器件总的传输面积(AM ): AM = A x N 其中： A=单一部件传输面积，单位 cm2 N = 器件内总的部件数目
热流密度 (q单位W/cm2) ：
大多数热电器件可应用于热量计中，主要通过改变器件的长度和面积（L/A）的比值，即热电器件的截径比，来提高其灵敏度。长的或膜状器件能产生相对较高的截径比，从而拥有更高的热量计灵敏度。我们下面举例说明这种情况：
热量计器件灵敏度(Sc) :
从公式中可以看到，灵敏度 (Sc) 正比于塞贝克系数(SM) 和总的传输面积(AM) ，反比于热导(KM). 。用热导k取代(KM) 后，公式可写为：
由于 N x A = AM，方程可写为：
从这个公式中，可以明显看到灵敏度和长度尺寸相关，并且说明了选择具有大截径比的热电器件是可取的。但同时要注意，由于Bi-Te合金的脆性很强，器件几何尺寸的设计会受很多实际情况的限制。但在这些限制条件下，我们仍然可能制造出适合热量计使用的热电器件。
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