电源技术-一种温差电单偶热电转换效率的测试方法.pdf

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1、一种温差电单偶热电转换效率的测试方法1122王庆华，王东红，张建中，张丽丽（1.哈尔滨工业大学电子科学系，黑龙江，哈尔滨，1500012.中国电子科技集团公司第十八研究所，天津300381）摘要：提出了一种温差电单偶热电转换效率的测试方法，将测定输入温差电单偶的热功率分解为测定温差电单偶的输出电功率与测定从温差电单偶流出的热功率，并用温差电热功率计测定温差电单偶冷面流出的热功率。该测试方法避免了测量输入温差电元件的热功率，因此可以不考虑温差电元件侧面对流、辐射热损失防护问题。半导体温差电材料的塞贝克系数可以是金属的

2、几倍，因此温差电热功率计的灵敏度高，热电转换效率的测量可以获得较高精度。文章给出了一些温差电单偶热电转换效率的测试结果。热面温度500℃，冷面温度50℃时，碲化铅/碲化铋级联温差电单偶的最大热电转换效率测试结果为8.45%。当冷面温度固定在50℃，作者测试了一对碲化铋温差电单偶热电转换效率随热面温度变化的规律，结果显示其热电转换效率呈近似线性增长。文章讨论了测试误差的来源，认为测试误差主要来源于热流量计的标定。王庆华(1966—)，男，河南省人，高级工程师，主要研究方向为温差电技术。ATestMethodforHe

3、attoElectricityConversionEfficiencyofThermoelectricUnicouple1122WANGQing-hua,WANGDong-hong,ZHANGJian-zhong,ZHANGLi-li1)HarbinUniversityofTechnology,Heilongjiang,Harbin,150001,China2)TianjinInstituteofPowerSources,Tianjin300381,ChinaAbstract:Theauthorspresentat

4、estmethodforheattoelectricityconversionefficiencyofthermoelectricunicouple.Duringtesttheinputthermalpowerofthermoelectricunicouplehasbeendividedintotheoutputelectricalpowerplusoutputthermalpoweroutoftheunicouple.Thelaterhasbeendeterminedbyathermoelectrictherma

5、lpowermeter.Themethodavoidsthedifficultiestomeasuretheinputthermalpowerintotheunicouple,sothattheconvectionandradiationheatloseoutoftheunicouplesidecanbeignored.OwingtothevalueofSeebeckCoefficientofthesemiconductorthermoelectricmaterialscouldbemanytimesoftheme

6、tals,thethermoelectricthermalpowermeterhashighsensitivity,sothathighertestprecisioncouldbegainedintestforconversionefficiencyofthermoelectricunicouple.Thepaperpresentssometestresultsforheattoelectricityconversionefficiencyofthermoelectricunicouples.Themaximumc

7、onversionefficiencyofPbTe/BiTecascadeunicoupleis8.45%,whenthecoldandhotsidetemperaturesare50℃and500℃,respectively.Fixedthecoldsidetemperaturein50℃,theauthorstestedthedependenceofmaximumefficiencyofaBiTeunicoupleonhotsidetemperature.Testresultsshowthatthemaximu

8、mconversionefficiencyincreaseslinearly.Atlastthepaperdiscussedaboutthetesterrorofthemethod.Theauthorsindicatethatthetesterrorofthemethodiscausedmainlybythecalibrationofthermalpower