[发明专利]一种温差发电系统电动势计算方法

摘要

本发明公开了一种温差发电系统电动势计算方法，采用更为精确的数学模型，通过数值求解的方法计算温差发电系统的电动势,该方法计算过程简单，并可适用于不同的实际温差发电系统，针对不同的实际系统，只需对模型中的对应部分进行改变，选用不同的数学模型和热源等效形式，使计算结果更加准确，符合实际生产应用需求。

主权项

一种温差发电系统电动势计算方法，其特征在于：具体包括如下几个步骤：步骤一，根据热力学定律，温差发电系统的热电材料的特点和电路定律，导出由片半导体元件串联构成的温差发电系统数学模型，数学模型是由式(1‑1)~(1‑6)组成的方程组所示：(1‑1)(1‑2)(1‑3)(1‑4)(1‑5)(1‑6)其中，和分别为每单位时间发电器从高温热源吸取和放给低温热源的能量，和分别为高、低温热源的温度，和分别为热源与热端和冷源与冷端的总等效传热热导；当半导体通过电流时，会产生焦耳热流流量，这里近似认为，则焦耳热流向两端各传导一半；其中，为片串联半导体元件的总等效电阻，，，，和，，分别是P型和N型半导体元件的电阻率，长度和面积；其中为片串联半导体元件的热导，，和分别是P型和N型半导体元件的热导率；为发电系统产生的电动势，为发电系统回路中的电流，为负载电阻；步骤二，根据实际温差发电系统工作环境，首先对方程组的式(1‑1)和(1‑2)中，热源与热端和冷源与冷端的总等效传热热导和进行等效；其次对热端和冷端的热电平衡方程式(1‑3)和(1‑4)的修正；步骤三，根据热源提供能量的不同，确定符合实际情况的热源等效形式是等效为热端温度恒定还是热端热流量恒定的形式；步骤四，选取温差发电系统的迭代变量，根据热源等效形式，确定数值计算的初始值，并对温差发电系统数学模型进行离散化处理，得出相应的迭代次序；步骤五，确定温差发电系统的迭代收敛条件；步骤六，通过数值求解的方法得到温差发电系统热冷端的温差，进一步得到温差发电系统提供的电动势。