[发明专利]一种热声驱动的基于热释电效应的发电系统及方法

权利要求书

1.一种热声驱动的基于热释电效应的发电系统，包括热声发动机，其特征在于，还包括发电单元与填充有气体工质的密封管道；

所述热声发动机与所述发电单元通过所述密封管道相连，所述热声发动机驱动所述气体工质产生自激振荡使所述气体工质作为传热工质与所述发电单元内的热释电材料换热，以使所述发电单元产生电流；

所述热声发动机包括依次相连的第一加热器、发动机回热器以及第一室温换热器；

所述发电单元包括依次相连的第二加热器、热释电材料板叠以及第二室温换热器；

所述第一加热器的入口以及所述第二室温换热器的出口均与所述密封管道相连，所述第一室温换热器的出口与所述第二加热器的入口通过热缓冲管道相连。

2.根据权利要求1所述的热声驱动的基于热释电效应的发电系统，其特征在于，所述密封管道为U型管道；

所述热声发动机为驻波型热声发动机；

所述热声发动机与所述U型管道的第一竖直段相连，所述发电单元与所述U型管道的第二竖直段相连，所述第一竖直段与所述U型管道的弯曲段之间预留第一缓冲区，所述第二竖直段与所述弯曲段之间预留第二缓冲区，所述第一缓冲区与所述第二缓冲区之间的区域填充有液体工质。

3.根据权利要求1所述的热声驱动的基于热释电效应的发电系统，其特征在于，所述密封管道为U型管道；

所述热声发动机为驻波型热声发动机；

所述热声发动机与所述U型管道的第一竖直段相连，所述第一竖直段与所述U型管道的弯曲段之间预留第一缓冲区，所述U型管道的第二竖直段与所述弯曲段之间预留第二缓冲区，所述第一缓冲区与所述第二缓冲区之间的区域填充有电绝缘的液体工质；

所述发电单元位于所述弯曲段，所述热声发动机驱动所述气体工质产生自激振荡使所述液体工质作为传热工质与所述发电单元内的热释电材料换热。

4.根据权利要求1所述的热声驱动的基于热释电效应的发电系统，其特征在于，所述热声发动机为行波型热声发动机，所述热声发动机以及所述发电单元通过所述密封管道相连形成环形闭合回路。

5.根据权利要求1所述的热声驱动的基于热释电效应的发电系统，其特征在于，还包括外接负载；

所述外接负载通过导线与所述发电单元内热释电材料板叠相连成闭合回路。

6.一种热声驱动的基于热释电效应的发电系统，包括热声发动机，其特征在于，还包括填充有气体工质的密封管道；

所述热声发动机为驻波型热声发动机；

所述热声发动机包括依次相连的第一加热器、发动机回热器以及第一室温换热器；

所述第一加热器的入口以及所述第一室温换热器的出口均与所述密封管道相连，所述发动机回热器由热释电材料板叠制成；

所述热声发动机驱动所述气体工质产生自激振荡,所述气体工质与所述发动机回热器内的热释电材料换热可使所述发动机回热器产生电流，所述发动机回热器具备热功转换和热释电发电的双重功能。

7.根据权利要求6所述的热声驱动的基于热释电效应的发电系统，其特征在于，还包括外接负载；

所述外接负载通过导线与所述发动机回热器内的热释电材料相连成闭合回路。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的热声驱动的基于热释电效应的发电系统的发电方法，其特征在于，包括：

在密封管道内填充气体工质或者气液工质，利用热声发动机驱动气体工质或者气液工质中的气体工质产生自激振荡，使气体工质或者气液工质中的液体工质作为传热工质沿着密封管道的轴向方向往复运动并与热释电材料进行热交换，利用热释电效应在热释电材料中产生电流。

9.根据权利要求8所述的发电方法，其特征在于，热声发动机使气体工质或者气液工质中的气体工质产生自激振荡，使得所述传热工质在密封管道内往复运动；

传热工质正向流动时，传热工质在热释电材料板叠中释放热量，热释电材料板叠温度升高并产生正向电流；

传热工质反向流动时，传热工质在热释电材料板叠中吸收热量，热释电材料板叠温度降低并产生反向电流。