[发明专利]一种以深海热液口喷发的热液为能源的温差发电装置

说明书

本发明提出一种以深海热液口喷发的热液为能源的温差发电装置，所述发电装置包括流道层和发电层；所述流道层内设有热液流道；所述热液流道的上端面敞开与发电层的下端面相接；所述发电层覆于流道层上方或下方；发电层处设有包括多枚温差发电片的发电单元；所述发电单元沿热液流道阵列布设；温差发电片的热端通过均热板紧邻热液流道设置；温差发电片的冷端通过导热盖板被海水冷却；当热液流道通有热液时，温差发电片的热端与冷端产生温差而发电；温差发电片输出的电能经过滤波模块滤波处理和变压模块变压处理后输送至电池组；本发明具有热吸收效率高，发电量大的优点。

技术领域

本发明涉及发电技术领域，尤其是一种以深海热液口喷发的热液为能源的温差发电装置。

背景技术

深海热液口附近有着丰富的矿石资源、能源、生物基因资源。热液与低温海水混合后，原来无色透明的溶液就成了黑色的金属硫化物溶液，这些金属硫化物一般沉积于热液口的周围，从而形成纯度很高的矿物质堆，其中包含铜、铁、硫、锌和少量的铅、银、金、钴等金属以及他一些微量元素；热液频繁喷发的海域往往存在着大量的天然气水合物，这是一种热量高污染小的能源物质。地球上古老的生物群落可以依靠热液口喷发的热液进行特殊的生命活动来维持生存，热液口之外的区域由于没有能量来源，生物无法生存，因此热液口附近的区域是深海生物资源最丰富的区域，甚至可能是唯一存在生物的区域。

勘探热液口附近的资源，观察热液口附近的生命活动需要专业设备。这些设备要么安装在“蛟龙号”之类的深潜器上，依靠深潜器供电；要么固定在热液口附近，依靠发电设备或电池供电。至多下潜十几个小时的深潜器，可以勘探深海资源，但其续航时间对于观察生命活动还远远不足。

可考虑的发电设备或电池有：海底沉积物燃料电池、海水电池、基于朗肯循环的汽轮机发电设备。海底沉积物燃料电池依靠微生物分解有机物发电，该设备体积大，功率低。1立方米的巨大海底沉积物燃料电池发电量只有1瓦左右，所以此设备不适合为深海探测设备供电。海水电池依靠海水中的阳离子腐蚀电池阳极金属材料发电。它的性质和蓄电池相似，连续放电几十个小时之后需要充电才能继续工作，供电的时间不够长，不适合为深海探测设备供电。基于朗肯循环的汽轮机发电设备靠设备中的工作介质吸收热液的热量汽化，推动蒸汽轮机发电。该设备若制造成功，发电功率足够启动探测设备，一次工作时间足够长，适合为深海探测设备供电。但是该设备结构复杂，技术难点多，还没有被制造出来。

除了上述的三种发电设备，还有一种发电方式，利用温差发电片发电。温差发电片是这样一种材料制成的：材料的冷热两端只要有温差，材料两端就会产生电势差。现有技术的温差发电装置一般都存在吸收热液的热量少，温差发电片数量少，发电功率低的缺点。热液的大部分热量直接由热液口散失到深海海水中，部分棱柱形装置的侧壁允许放置的温差发电片数量也比较少。在获取、利用能源极其困难的深海环境中，发电量低的瓶颈，将严重制约深海探测与开发。

发明内容

本发明提出一种以深海热液口喷发的热液为能源的温差发电装置，具有热吸收效率高，发电量大的优点。

本发明采用以下技术方案。

一种以深海热液口喷发的热液为能源的温差发电装置，所述发电装置包括流道层和发电层；所述流道层内设有热液流道；所述热液流道的上端面敞开与发电层的下端面相接；所述发电层覆于流道层上方或下方；发电层处设有包括多枚温差发电片（4）的发电单元；所述发电单元沿热液流道阵列布设；温差发电片的热端通过均热板（3）紧邻热液流道设置；温差发电片的冷端通过导热盖板（2）被海水冷却；当热液流道通有热液时，温差发电片的热端与冷端产生温差而发电。

所述温差发电片的冷端处与导热盖板相连；所述导热盖板与低温海水环境相接。

所述热液流道在流道平板（1）的板面处加工成型。

所述热液流道呈矩形；流道平板板面处的热液流道数不低于四排。