什么是溫差發(fā)電溫差發(fā)電的應(yīng)用
什么是溫差發(fā)電溫差發(fā)電的應(yīng)用
溫差發(fā)電是利用海水的溫差進(jìn)行發(fā)電。我們的生活用電很多也是利用溫差發(fā)電而來(lái)。下面小編為大家介紹溫差發(fā)電，感興趣的朋友們一起來(lái)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?dòng)蒸氣或丙烷等蒸發(fā)氣體作為流體，推動(dòng)透平機(jī)旋轉(zhuǎn)，啟動(dòng)交流電機(jī)發(fā)電;用過(guò)的廢蒸氣進(jìn)入冷凝室被海洋深層水冷卻凝結(jié)，再進(jìn)行循環(huán)。據(jù)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(shù)是一種利用高、低溫?zé)嵩粗g的溫差，采用低沸點(diǎn)工作流體作為循環(huán)工質(zhì)，在朗肯循環(huán)( Rankine Cycle，RC) 基礎(chǔ)上，用高溫?zé)嵩醇訜岵⒄舭l(fā)循環(huán)工質(zhì)產(chǎn)生的蒸汽推動(dòng)透平發(fā)電的技術(shù)，其主要組件包括蒸發(fā)器、冷凝器、渦輪機(jī)以及工作流體泵. 通過(guò)高溫?zé)嵩醇訜嵴舭l(fā)器內(nèi)的工作流體并使其蒸發(fā)，蒸發(fā)后的工作流體在渦輪機(jī)內(nèi)絕熱膨脹，推動(dòng)渦輪機(jī)的葉片而達(dá)到發(fā)電的目的，發(fā)電后的工作流體被導(dǎo)入冷凝器，并將其熱量傳給低溫?zé)嵩?，因而冷卻并再恢復(fù)成液體，然后經(jīng)循環(huán)泵送入蒸發(fā)器，形成一個(gè)循環(huán)。
湯姆遜效應(yīng)的物理學(xué)解釋是：金屬中溫度不均勻時(shí)，溫度高處的自由電子比溫度低處的自由電子動(dòng)能大。像氣體一樣，當(dāng)溫度不均勻時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱擴(kuò)散，因此自由電子從溫度高端向溫度低端擴(kuò)散，在低溫端堆積起來(lái)，從而在導(dǎo)體內(nèi)形成電場(chǎng)，在金屬棒兩端便引成一個(gè)電勢(shì)差。這種自由電子的擴(kuò)散作用一直進(jìn)行到電場(chǎng)力對(duì)電子的作用與電子的熱擴(kuò)散平衡為止。
溫差發(fā)電的案例
美國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，鯊魚(yú)鼻子里的一種膠體能把海水溫度的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，傳送給神經(jīng)細(xì)胞，使鯊魚(yú)能夠感知細(xì)微的溫度變化，從而準(zhǔn)確地找到食物，科學(xué)家猜測(cè)，其他動(dòng)物體內(nèi)也可能存在類(lèi)似的膠體.這種因溫差而產(chǎn)生電流的性質(zhì)與半導(dǎo)體材料的熱電效應(yīng)類(lèi)似，人工合成這種膠體，有望在微電子工業(yè)領(lǐng)域獲得應(yīng)用。
美國(guó)舊金山大學(xué)的一位科學(xué)家在2003年1月30日出版的英國(guó)《自然》雜志上報(bào)告說(shuō)，他從鯊魚(yú)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(xiàn)它對(duì)溫度非常敏感，0.1℃的溫度變化都會(huì)使它產(chǎn)生明顯的電壓變化。
鯊魚(yú)鼻子的皮膚小孔布滿(mǎn)了對(duì)電流非常敏感的神經(jīng)細(xì)胞.海水的溫度變化使膠體內(nèi)產(chǎn)生電流，刺激神經(jīng)，使鯊魚(yú)感知到溫度差異.科學(xué)家認(rèn)為，借助這種膠體，鯊魚(yú)能感知到0.001℃的溫度變化，這有利于它們?cè)诤Ｋ幸捠场?/p>
哺乳動(dòng)物靠細(xì)胞表面的離子通道感知溫度：外界溫度變化導(dǎo)致帶電的離子進(jìn)出通道，產(chǎn)生電流，刺激神經(jīng)，從而使動(dòng)物感知冷暖.與哺乳動(dòng)物的這種方式不同，鯊魚(yú)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(yīng)用
熱電制冷
熱電制冷又稱(chēng)作溫差電制冷，或半導(dǎo)體制冷，它是利用熱電效應(yīng)(帕爾帖效應(yīng))的一種制冷方法。
熱電效應(yīng)
1834年法國(guó)物理學(xué)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(fù)極上，通電后，發(fā)現(xiàn)一個(gè)接頭變熱，另一個(gè)接頭變冷。這說(shuō)明兩種不同材料組成的電回路在有直流電通過(guò)時(shí)，兩個(gè)接頭處分別發(fā)生了吸放熱現(xiàn)象。這就是熱電制冷的依據(jù)。
半導(dǎo)體材料具有較高的熱電勢(shì)可以成功地用來(lái)做成小型熱電制冷器。圖1示出N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體構(gòu)成的熱電偶制冷元件。用銅板和銅導(dǎo)線(xiàn)將N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體連接成一個(gè)回路，銅板和銅導(dǎo)線(xiàn)只起導(dǎo)電的作用。此時(shí)，一個(gè)接點(diǎn)變熱，一個(gè)接點(diǎn)變冷。如果電流方向反向，那么結(jié)點(diǎn)處的冷熱作用互易。
熱電制冷器的產(chǎn)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(qiáng)，簡(jiǎn)單方便冷熱切換容易，非常適宜于微型制冷領(lǐng)域或有特殊要求的用冷場(chǎng)所。
熱電制冷的理論基礎(chǔ)是固體的熱電效應(yīng)，在無(wú)外磁場(chǎng)存在時(shí)，它包括五個(gè)效應(yīng)，導(dǎo)熱、焦耳熱損失、西伯克(Seebeck)效應(yīng)、帕爾帖(Peltire)效應(yīng)和湯姆遜(Thomson)效應(yīng)。
一般的冷氣與冰箱運(yùn)用氟氯化物當(dāng)冷媒，造成臭氧層的被破壞.無(wú)冷媒冰箱(冷氣)因而是環(huán)境保護(hù)的重要因素.利用半導(dǎo)體之熱電效應(yīng)，可制造一個(gè)無(wú)冷媒的冰箱。
這種發(fā)電方法是將熱能直接轉(zhuǎn)變成電能，其轉(zhuǎn)變效率受熱力學(xué)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(xiàn)，因而熱電效應(yīng)又叫西伯效應(yīng)(Seebeckeffect)。
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3.是熱電效應(yīng)是什么意思有什么生活應(yīng)用