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题名基于翅片结构优化的环境温差能采集热储特性分析
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作者
蔡阳
周泽宇
黄晓燕
邓杰泓
赵福云
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机构
暨南大学国际能源学院
武汉大学动力与机械学院
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出处
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期3780-3788,共9页
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基金
广东省基础与应用基础研究基金联合基金青年基金项目(2020A1515110598)
广东省基础与应用基础研究基金自然科学基金面上项目(2023A1515010681)
+1 种基金
广东省普通高校重点领域专项项目(2022ZDZX1005)
中央高校专项培育项目(21622417)。
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文摘
由于物联网节点规模的不断扩大,建筑日益增长的能耗与有限化石能源储备间矛盾激增。为了更大程度利用环境热能供电,打破环保型物联网节点规模和能耗的瓶颈,本研究对一种基于相变型环形热电技术的环境温差能采集装置进行翅片结构优化研究,将相变蓄热技术与环形拓扑热电进行耦合,使两者结构优势相互结合;对热沉翅片结构和参数进行优化,增强其相变蓄放热和控温的性能,进一步强化装置对环境温差能的采集利用能力。本工作探究翅片密度、体积分数、相对高度对热沉热储性能的影响,并对装置的热流传递过程和能量采集性能进行对比分析。研究结果表明:翅片密度增大、体积分数减小,相对高度提高有利于热沉蓄热性能和ATEG发电性能提高。在正弦温度变化边界下,该装置功率和能量效率峰值可达到31.57μW和0.073%,翅片效率可达到0.981。结构Ⅴ热沉蓄放热和温控性能更强,对应装置在计算过程产能为0.0453 J,较结构Ⅰ提升110.4%,能量采集性能更强。本研究有望进一步提高环境温差能采集装置的热储供电潜力,为全面构建绿色物联网节点打下基础。
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关键词
翅片结构优化
相变型环形热电技术
环境温差能采集
热储特性分析
能量采集性能分析
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Keywords
fin structure optimization
phase-change annular thermoelectric
environmental temperature difference energy harvest
heat storage characteristic analysis
energy harvest performance analysis
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分类号
TK11
[动力工程及工程热物理—热能工程]
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题名环境温差能采集自供电装置发电性能研究
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作者
周泽宇
蔡阳
洪炳华
邓杰泓
赵福云
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机构
暨南大学国际能源学院
福州大学能源与环境光催化国家重点实验室
武汉大学动力与机械学院
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出处
《传感器与微系统》
CSCD
北大核心
2023年第8期14-17,25,共5页
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基金
广东省基础与应用基础研究基金联合基金青年基金资助项目(2020A1515110598)
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(21622417)
+1 种基金
能源与环境光催化国家重点实验室开放基金资助项目(SKLPEE—KF202213)
广东省普通高校重点领域专项项目(2022ZDZX1005)。
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文摘
随着智慧建筑的发展,无线传感器等物联网(IoT)设备供电成为了关注热点。针对传统电池供电寿命短、更换难以及环境污染等不足,提出了一种基于相变蓄热技术与热电发电技术的环境温差能采集自供电装置。分析在不同温度周期与几何结构下该装置的发电性能,并开展环形与平板型热电系统性能对比,以获悉其优势同自供电潜力。研究结果表明:系统输出功率与温度变化率、热电臂角度成正比,最大可达到10.31μW,满足不同传感器供电需求;发电量为29.327 W/m^(3),较传统平板型结构提高85.4%,提高空间利用率和降低材料成本,可有效适应多节点、小空间低能耗设备供电需求。
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关键词
智慧建筑
相变型环形热电技术
环境温差能采集
自供电装置
发电性能
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Keywords
intelligent building
phase-change annular thermoelectric technology
environmental temperature difference energy harvest
self-powered device
power generation performance
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分类号
TP212
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TP391
[自动化与计算机技术—控制科学与工程]
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