專利名稱：一種小型戶外發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種小型戶外發(fā)電裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電學(xué)范圍內(nèi)采用半導(dǎo)體溫差發(fā)電片組進(jìn)行發(fā)電的技術(shù)領(lǐng)域，具體 地說，是一種由多塊半導(dǎo)體溫差發(fā)電片串并聯(lián)組成，利用冷熱端溫度差制作的小型戶外發(fā) 電裝置，可在戶外利用干柴等燃燒物進(jìn)行發(fā)電、儲電或供電，也適合在特定的室內(nèi)環(huán)境中應(yīng)用。
背景技術(shù)：
電是現(xiàn)代社會離不開的能源之一。在室內(nèi)，供電通常比較穩(wěn)定，但在戶外，由于受 到設(shè)備、原料和地域的限制，往往產(chǎn)生供電的困難?，F(xiàn)有的戶外發(fā)電設(shè)備盡管能滿足一般的 需要，但由于設(shè)備在結(jié)構(gòu)和靈巧性上有所不足，往往限制了它們在戶外作用的發(fā)揮，而戶外 太陽能小型發(fā)電系統(tǒng)受環(huán)境影響的限制較大，戶外溫差小型發(fā)電系統(tǒng)也未見到有較好的產(chǎn) 品。此外，有些相關(guān)的溫差發(fā)電產(chǎn)品存在熱端不能有效地監(jiān)視和控制溫度的情況，因而不能 高效地進(jìn)行發(fā)電，有時還會造成溫差發(fā)電片的損壞?，F(xiàn)有的各種溫差發(fā)電技術(shù)是針對不同的使用情況設(shè)計的不同方案，其原理雖類 似，但是針對戶外發(fā)電的形式并沒有較好的、明確的發(fā)電模式。與本實用新型類似的裝置目 前尚未見到有專利的公開或相關(guān)的報道。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對戶外用電的特點進(jìn)行設(shè)計，提 供一種由多塊半導(dǎo)體溫差發(fā)電片串并聯(lián)組成，利用冷熱端溫度差異進(jìn)行發(fā)電的小型戶外 發(fā)電裝置，它便于攜帶、原料來源簡單，工作穩(wěn)定可靠，幾乎不受時間、空間、環(huán)境、原料的限 制，從而能有效地在戶外進(jìn)行發(fā)電供電，需要時，也適合在特定的室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行應(yīng)用。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案為一種小型戶外發(fā)電裝置，含有由半導(dǎo)體溫差發(fā)電片串并聯(lián)組成的半導(dǎo)體溫差發(fā)電 片組，其特征是，在半導(dǎo)體溫差發(fā)電片組的冷端設(shè)置一塊冷端鋁板，冷端鋁板上設(shè)置有盛水 容器；在半導(dǎo)體溫差發(fā)電片組的熱端設(shè)置一塊熱端鋁板，熱端鋁板的一側(cè)設(shè)置盛錫指示容 器，熱端鋁板的另一側(cè)設(shè)置升壓穩(wěn)壓電路、蓄電池充電電路、供電接口 ；熱端鋁板的下方設(shè) 置盛錫加熱容器，盛錫加熱容器的下方設(shè)置燃燒容器。設(shè)置在所述的盛錫指示容器和盛錫加熱容器內(nèi)的錫的熔點設(shè)定為180 250°C。本實用新型利用冷熱端的溫度差異進(jìn)行發(fā)電的原理為將兩種半導(dǎo)體的一端結(jié)合在一起并使之處于高溫狀態(tài)(熱端)，而另一端開路且 處于低溫狀態(tài)(冷端)，則在冷端(Tl)存在開路電壓Δν，這個效應(yīng)稱為“塞貝克效應(yīng)”。塞 貝克電壓ΔΥ與熱冷兩端的溫度差ΔΤ成正比。半導(dǎo)體溫差發(fā)電的主要元件就是半導(dǎo)體溫 差發(fā)電片，它是由許多的PN結(jié)串聯(lián)起來輸出電壓的元件，一個PN結(jié)在溫差條件下產(chǎn)生電 壓，把多個PN結(jié)串并聯(lián)形成較大的半導(dǎo)體溫差發(fā)電片組，就能提供較大的電壓供使用。本實用新型一種小型戶外發(fā)電裝置的積極效果是[0011](1)提供了一種新穎的利用溫差發(fā)電的戶外發(fā)電裝置，克服了需環(huán)境配合或原料 限制的問題；(2)半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置輸出直流電源，通過匹配電阻穩(wěn)壓電路后接入蓄電池保 護(hù)電路并供電，對冷熱端溫度的控制可靠、靈活，轉(zhuǎn)換效率高；(3)設(shè)計中考慮了便攜的方式，組裝、固定、使用都非常方便，可以極簡易的方式取 得供電電源；(4)可燃物和水來源方便，幾乎不受環(huán)境和時間的限制，使戶外獲得不間斷電源成 為可能，具有較好的應(yīng)用前景。

附圖1為半導(dǎo)體溫差發(fā)電片串并的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為冷端鋁板與盛水容器的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3為本實用新型一種小型戶外發(fā)電裝置的升壓穩(wěn)壓電路；附圖4為本實用新型一種小型戶外發(fā)電裝置的蓄電池充電電路；附圖5為本實用新型一種小型戶外發(fā)電裝置的電氣連接框圖；附圖6為本實用新型一種小型戶外發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中的標(biāo)號分別為1、冷端鋁板，2、半導(dǎo)體溫差發(fā)電片組，3、熱端鋁板，4-1、盛錫指示容器，4-2、盛錫加熱容器， 5、燃燒容器，6-1、升壓穩(wěn)壓電路，6-2、蓄電池充電電路，6-3、供電接口，7、盛水容器。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖給出本實用新型一種小型戶外發(fā)電裝置的具體實施方式
，但是，本 實用新型的實施不限于以下的實施方式。參見附圖6。一種小型戶外發(fā)電裝置，采用了由半導(dǎo)體溫差發(fā)電片串并聯(lián)組成的半導(dǎo)體溫差發(fā) 電片組2(參見圖1)。根據(jù)發(fā)電產(chǎn)品供電功率的不同，可調(diào)節(jié)半導(dǎo)體溫差發(fā)電片串并聯(lián)的 數(shù)量假設(shè)一片溫差發(fā)電片在熱端冷端溫差達(dá)100°C時，其發(fā)電功率為5W，額定輸出電壓為 5V，額定輸出電流為0. 2A，按圖1的串并聯(lián)方式，半導(dǎo)體溫差發(fā)電片組2可產(chǎn)生開路電壓 25V，額定輸出電流0.6A，總發(fā)電功率可達(dá)15W。半導(dǎo)體溫差發(fā)電片的串并聯(lián)方式可采取現(xiàn) 有技術(shù)的串并聯(lián)方式。在半導(dǎo)體溫差發(fā)電片組2的冷端設(shè)置一塊冷端鋁板1，冷端鋁板1上放置盛水容器 7 (盛水容器7可直接放置在冷端鋁板1上，參見圖2)，冷端鋁板1通過盛水容器7能保持 100 130°C的溫度；當(dāng)冷端受熱傳導(dǎo)等影響溫度上升，其最高溫度將受到水的沸點限制。在半導(dǎo)體溫差發(fā)電片組2的熱端設(shè)置一塊熱端鋁板3，熱端鋁板3的左側(cè)設(shè)置盛 錫指示容器4-1，熱端鋁板3的右側(cè)設(shè)置升壓穩(wěn)壓電路6-1、蓄電池充電電路6-2、供電接口 6-3，熱端鋁板3的下方設(shè)置盛錫加熱容器4-2，盛錫加熱容器4-2的下方設(shè)置燃燒容器5。設(shè)置在盛錫指示容器4-1和盛錫加熱容器4-2內(nèi)的錫的熔點應(yīng)設(shè)定在180 250°C的范圍內(nèi)，因此，可通過在燃燒容器5內(nèi)燃燒任意的燃燒物而獲得熱端的溫度，燃燒 中，應(yīng)觀察盛錫指示容器4-1或盛錫加熱容器4-2中錫的變化，可根據(jù)錫的是否熔化來調(diào)控 燃燒的火勢，使熱端鋁板3的溫度保持在錫的熔點范圍(180 250°C)內(nèi)；而后通過升壓 穩(wěn)壓電路6-1、蓄電池充電電路6-2和供電接口 6-3為戶外電的用戶提供穩(wěn)定的電源(參見 圖5)。升壓穩(wěn)壓電路6_1(參見圖3)由含有開關(guān)功率管和續(xù)流二極管的器件組成，其輸 出電壓總是大于輸入電壓(Vout > Vin)。因半導(dǎo)體溫差發(fā)電片組2產(chǎn)生的直流電壓較小且 不穩(wěn)定，通過升壓穩(wěn)壓電路6-1，就可達(dá)到高于蓄電池電壓的穩(wěn)定直流電壓?？蛇x用LM2577 等開關(guān)電源控制器件，并根據(jù)不同發(fā)電功率采用相應(yīng)的功率器件進(jìn)行升壓穩(wěn)壓電路6-1的 設(shè)計。蓄電池充電電路(參見圖4)主要由充電電路模塊和蓄電池組成。根據(jù)輸出電壓 (Vout)的大小，選用合適的充電電路模塊進(jìn)行聯(lián)接，如二階段恒流限壓式充電模塊，構(gòu)成蓄 電池的充電電路；蓄電池的額定電壓應(yīng)略小于輸出電壓(Vout)。綜上所述僅為本實用新型的較佳實施例，它并非用來限定本實用新型的實施范 圍，凡依照本實用新型所作的等效的變化或修飾，都應(yīng)視為本實用新型的技術(shù)范疇。
權(quán)利要求一種小型戶外發(fā)電裝置，含有由半導(dǎo)體溫差發(fā)電片串并聯(lián)組成的半導(dǎo)體溫差發(fā)電片組(2)，其特征在于，在半導(dǎo)體溫差發(fā)電片組(2)的冷端設(shè)置一塊冷端鋁板(1)，冷端鋁板(1)上設(shè)置有盛水容器(7)；在半導(dǎo)體溫差發(fā)電片組(2)的熱端設(shè)置一塊熱端鋁板(3)，熱端鋁板(3)的一側(cè)設(shè)置盛錫指示容器(4 1)，熱端鋁板(3)的另一側(cè)設(shè)置升壓穩(wěn)壓電路(6 1)、蓄電池充電電路(6 2)、供電接口(6 3)；熱端鋁板(3)的下方設(shè)置盛錫加熱容器(4 2)，盛錫加熱容器(4 2)的下方設(shè)置燃燒容器(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型戶外發(fā)電裝置，其特征在于，設(shè)置在所述的盛錫指 示容器(4-1)和盛錫加熱容器(4-2)內(nèi)的錫的熔點設(shè)定為180 250°C。
專利摘要本實用新型一種小型戶外發(fā)電裝置，采用了由半導(dǎo)體溫差發(fā)電片串并聯(lián)組成的半導(dǎo)體溫差發(fā)電片組，在半導(dǎo)體溫差發(fā)電片組的冷端設(shè)置一塊冷端鋁板，冷端鋁板上設(shè)置有盛水容器；在半導(dǎo)體溫差發(fā)電片組的熱端設(shè)置一塊熱端鋁板，熱端鋁板的一側(cè)設(shè)置盛錫指示容器，熱端鋁板的另一側(cè)設(shè)置升壓穩(wěn)壓電路、蓄電池充電電路、供電接口；熱端鋁板的下方設(shè)置盛錫加熱容器，盛錫加熱容器的下方設(shè)置燃燒容器，在燃燒容器內(nèi)可燃燒任意的燃燒物。本實用新型的積極效果是提供了一種新穎的利用溫差發(fā)電的戶外發(fā)電裝置，便攜式設(shè)計，組裝、固定、使用都非常方便，可以極簡易的方式取得供電電源，幾乎不受環(huán)境和時間的限制，具有較好的應(yīng)用前景。
文檔編號H02N11/00GK201690390SQ201020164429
公開日2010年12月29日 申請日期2010年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月20日
發(fā)明者黃瀛 申請人:上海電機學(xué)院