什么是溫差發(fā)電溫差發(fā)電的應用
什么是溫差發(fā)電溫差發(fā)電的應用
溫差發(fā)電是利用海水的溫差進行發(fā)電。我們的生活用電很多也是利用溫差發(fā)電而來。下面小編為大家介紹溫差發(fā)電，感興趣的朋友們一起來看看吧!
溫差發(fā)電的的介紹
海洋不同水層之間的溫差很大，一般表層水溫度比深層或底層水高得多。發(fā)電原理是，溫水流入蒸發(fā)室之后，在低壓下海水沸騰變?yōu)榱鲃诱魵饣虮榈日舭l(fā)氣體作為流體，推動透平機旋轉，啟動交流電機發(fā)電;用過的廢蒸氣進入冷凝室被海洋深層水冷卻凝結，再進行循環(huán)。據估算，海洋溫差能一年約能發(fā)電15×10^8=15億千瓦。
溫差發(fā)電的原理
溫差熱發(fā)電技術是一種利用高、低溫熱源之間的溫差，采用低沸點工作流體作為循環(huán)工質，在朗肯循環(huán)( Rankine Cycle，RC) 基礎上，用高溫熱源加熱并蒸發(fā)循環(huán)工質產生的蒸汽推動透平發(fā)電的技術，其主要組件包括蒸發(fā)器、冷凝器、渦輪機以及工作流體泵. 通過高溫熱源加熱蒸發(fā)器內的工作流體并使其蒸發(fā)，蒸發(fā)后的工作流體在渦輪機內絕熱膨脹，推動渦輪機的葉片而達到發(fā)電的目的，發(fā)電后的工作流體被導入冷凝器，并將其熱量傳給低溫熱源，因而冷卻并再恢復成液體，然后經循環(huán)泵送入蒸發(fā)器，形成一個循環(huán)。
湯姆遜效應的物理學解釋是：金屬中溫度不均勻時，溫度高處的自由電子比溫度低處的自由電子動能大。像氣體一樣，當溫度不均勻時會產生熱擴散，因此自由電子從溫度高端向溫度低端擴散，在低溫端堆積起來，從而在導體內形成電場，在金屬棒兩端便引成一個電勢差。這種自由電子的擴散作用一直進行到電場力對電子的作用與電子的熱擴散平衡為止。
溫差發(fā)電的案例
美國科學家發(fā)現，鯊魚鼻子里的一種膠體能把海水溫度的變化轉換成電信號，傳送給神經細胞，使鯊魚能夠感知細微的溫度變化，從而準確地找到食物，科學家猜測，其他動物體內也可能存在類似的膠體.這種因溫差而產生電流的性質與半導體材料的熱電效應類似，人工合成這種膠體，有望在微電子工業(yè)領域獲得應用。
美國舊金山大學的一位科學家在2003年1月30日出版的英國《自然》雜志上報告說，他從鯊魚鼻子的皮膚小孔里提取了一種與普通明膠相似的膠體，發(fā)現它對溫度非常敏感，0.1℃的溫度變化都會使它產生明顯的電壓變化。
鯊魚鼻子的皮膚小孔布滿了對電流非常敏感的神經細胞.海水的溫度變化使膠體內產生電流，刺激神經，使鯊魚感知到溫度差異.科學家認為，借助這種膠體，鯊魚能感知到0.001℃的溫度變化，這有利于它們在海水中覓食。
哺乳動物靠細胞表面的離子通道感知溫度：外界溫度變化導致帶電的離子進出通道，產生電流，刺激神經，從而使動物感知冷暖.與哺乳動物的這種方式不同，鯊魚利用膠體，不需要離子通道也能感知溫度變化。
溫差發(fā)電的應用
熱電制冷
熱電制冷又稱作溫差電制冷，或半導體制冷，它是利用熱電效應(帕爾帖效應)的一種制冷方法。
熱電效應
1834年法國物理學家帕爾帖在銅絲的兩頭各接一根鉍絲，在將兩根鉍絲分別接到直流電源的正負極上，通電后，發(fā)現一個接頭變熱，另一個接頭變冷。這說明兩種不同材料組成的電回路在有直流電通過時，兩個接頭處分別發(fā)生了吸放熱現象。這就是熱電制冷的依據。
半導體材料具有較高的熱電勢可以成功地用來做成小型熱電制冷器。圖1示出N型半導體和P型半導體構成的熱電偶制冷元件。用銅板和銅導線將N型半導體和P型半導體連接成一個回路，銅板和銅導線只起導電的作用。此時，一個接點變熱，一個接點變冷。如果電流方向反向，那么結點處的冷熱作用互易。
熱電制冷器的產冷量一般很小，所以不宜大規(guī)模和大制冷量使用。但由于它的靈活性強，簡單方便冷熱切換容易，非常適宜于微型制冷領域或有特殊要求的用冷場所。
熱電制冷的理論基礎是固體的熱電效應，在無外磁場存在時，它包括五個效應，導熱、焦耳熱損失、西伯克(Seebeck)效應、帕爾帖(Peltire)效應和湯姆遜(Thomson)效應。
一般的冷氣與冰箱運用氟氯化物當冷媒，造成臭氧層的被破壞.無冷媒冰箱(冷氣)因而是環(huán)境保護的重要因素.利用半導體之熱電效應，可制造一個無冷媒的冰箱。
這種發(fā)電方法是將熱能直接轉變成電能，其轉變效率受熱力學第二定律即柯諾特效率(Carnotefficiency)的限制.早在1822年西伯即已發(fā)現，因而熱電效應又叫西伯效應(Seebeckeffect)。
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