一种太阳能多级梯度式温差发电装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及温差发电领域，特别涉及一种太阳能多级梯度式温差发电装置。
【背景技术】
[0002]数据中心机房用于数据存储、备份和通信业务，消耗了大量的电力。一座中小型数据中心其耗电量可以轻易超过一座小型水泥厂或钢厂。大型数据机房能源消耗的上升趋势愈发显著，与节能降耗的大趋势相违。近年来气候变化和地球温度上升，对数据中心机房基础设施产生负面影响。随着我国数据中心建设步伐和布局的加快，居高不下的能耗必然将成为困扰我国数据中心行业发展的一大难题。
[0003]数据中心机房的能源消耗包括:1T负载能源消耗、冷却系统能源消耗、照明及电气等能源消耗，其中冷却系统能源消耗达到整个数据中心机房所有能源消耗的40%左右。PUE值是指数据中心机房消耗的所有能源与IT负载消耗能源之比，是数据中心电力使用效率的衡量指标，该值越接近I，表示一个数据中心机房的绿色化程度越高。在保证数据机房正常发挥其功能的同时，有效降低PUE值，实现“数据中心绿色化”，需大大降低冷却系统能源消耗;换言而之，数据中心冷却系统消耗的电力用其他途径产生的电力来代替。
[0004]温差发电是利用半导体材料的独特热电性质将热能直接转变为直流电流的技术，具备无机械运动部件、装置轻便、环保安全等特点。
【实用新型内容】
[0005]为了降低数据中心机房冷却系统的能源消耗，保证数据中心IT设备正常运行，本实用新型提供一种太阳能多级梯度式温差发电装置。
[0006]本实用新型的技术方案是:一种太阳能多级梯度式温差发电装置，主要由太阳能直接型被动式导热油加热器中的太阳能高效集热管、一级36V温差发电片组、二级24V温差发电片组、三级12V温差发电片组、一级模糊控制开关、二级模糊控制开关、三级模糊控制开关、热管构成，其特征在于:低温导热油经太阳能高效集热管受热后自动上升到导热油储存箱内，无需设置油栗，高温导热油从高温导热油出口流经高温导热油输送管道，高温导热油通过电动三通阀流入一级36V温差发电片组热端油槽内或通过旁通管流出；一级36V温差发电片组后连接二级24V温差发电片组，高温导热油通过电动三通阀流入二级24V温差发电片组热端油槽或通过旁通管流出；二级24V温差发电片组后连接三级12V温差发电片组，高温导热油通过电动三通阀流入三级12V温差发电片组热端油槽或通过旁通管流出；流出后的导热油通过导热油回流管道流至太阳能高效集热管底部的低温导热油回流入口，温差发电片组冷端油槽采用热管散热；所述的一级36V温差发电片组工作温度差150?200°C、二级24V温差发电片组工作温度差100?150°C、三级12V温差发电片组工作温度差50?100°C。
[0007]本实用新型的有益效果主要体现在以下几个方面:
[0008]1、在本装置中的太阳能直接型被动式导热油加热器，利用高温导热油和低温导热油间形成的密度差，无需设置油栗，减少动力的输入；
[0009]2、设置不同温度差的温差发电片组，多梯度充分利用太阳能，分别产生36V、24V和12V的直流电压，经过逆变和升压后均转变为220V/380V的交流电；
[0010]3、各级温差发电片组采用热管散热，将各级温差发电片组冷端油槽的热量传至周围环境的空气中，强化散热；
[0011]4、分别设置各级模糊控制开关，保证温差发电片组冷热两端的温度差，并维持其高效工作。从应用条件上，解决温差发电技术应用过程中发电效率低、温差发电组件使用寿命短、可靠性不高等问题，确保整个装置高效、安全地运行。
【附图说明】
[0012]图1为一种太阳能多级梯度式温差发电装置
[0013]图中:1、导热油储存箱;2、太阳能高效集热管;3、低温导热油回流入口；4、太阳能高效集热管钢支架;5、太阳能高效集热管基座;6、导热油储存箱基座;7、导热油储存箱钢支架;8、高温导热油出口； 9、高温导热油输送管道；10、精密温度计；11、电动三通阀；12、一级36V温差发电片组；13、二级24V温差发电片组；14、三级12V温差发电片组；15、温度感应器；16、一级模糊控制开关;17、二级模糊控制开关;18、三级模糊控制开关；19、稳压元件;20、逆变元件；21、一级36V升压元件；22、二级24V升压元件；23、三级12V升压元件；24、铅蓄电池组;25、冷却系统用电设备接入口； 26、IT用电设备;27、照明用电设备接入口； 28、热管;29、温差发电片组冷端油槽;30、串联温差发电片组；31、温差发电片组热端油槽;32、导热油回流管道;33导热油旁通管。
【具体实施方式】
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[0014]下面结合附图进一步说明本实用新型的具体工作原理:
[0015]图1给出了一种太阳能多级梯度式温差发电装置系统原理图，它利用太阳能直接型被动式导热油加热器装置中的太阳能高效集热管2吸收太阳热量加热低温导热油，受热后的导热油上升至导热油储存箱I内。
[0016]本发电装置包括一级36V温差发电片组12、二级24V温差发电片组13和三级12V温差发电片组14，各级温差发电片组的工作分别通过一级模糊控制开关16、二级模糊控制开关17和三级模糊控制开关18来控制。
[0017]高温导热油从高温导热油出口8流经高温导热油输送管道9。通过管道上的精密温度计10和温度感应器15分别测得高温导热油和一级36V温差发电片组冷端油槽29内经过热管28散热后冷却油的温度，并将两个温度信号反馈至一级模糊控制开关16。一级模糊控制开关16在一级36V温差发电片组12两端的温度差满足条件后，高温导热油通过电动三通阀11流入温差发电片组热端油槽31内。一级36V温差发电片组12的冷端油槽和热端油槽在其两侧形成温度差，工作在高效温度差范围并产生36V直流电压。
[0018]高温导热油经过一级36V温差发电片组12后，从该级热端油槽流出。通过管道上的精密温度计和温度感应器分别测得高温导热油和二级24V温差发电片组13冷端油槽内经过热管散热后冷却油的温度，并将两个温度信号反馈至二级模糊控制开关17。在满足二级24V温差发电片组13温度差条件下，高温热油通过电动三通阀流入二级24V温差发电片组13热端油槽。二级24V温差发电片组13的冷端油槽和热端油槽在其两侧形成温度差，工作在高效温度差范围并产生24V直流电压。
[0019]高温导热油经过二级24V温差发电片组13后，从该级热端油槽流出。通过管道上的精密温度计和温度感应器分别测得高温导热油和三级12V温差发电片组14冷端油槽内经过热管散热后冷却油的温度，并将两个温度信号反馈至三级模糊控制开关18。在满足三级12V温差发电片组14温度差条件下，高温热油通过电动三通阀流入三级12V温差发电片组14热端油槽。三级12V温差发电片组14的冷端油槽和热端油槽在其两侧形成温度差，工作在高效温度差范围并产生12V直流电压。
[0020]一级36V温差发电片组12、二级24V温差发电片组13和三级12V温差发电片组14分别产生36V、24V和12V直流电压通过各级稳压元件19、逆变元件20和一级36V升压元件21、二级24V升压元件22和三级12V升压元件23，分别将36V、24V和12V直流电压转变为220V/380V交流电后储蓄在铅蓄电池组24中。
[0021]储蓄在铅蓄电池组24的220V/380V交流电可以通过冷却系统用电设备接入口 25、IT用电设备接入口 26和照明用电设备接入口 27给数据中心机房的冷却系统、IT设备和照明系统供电。
[0022]一级模糊控制开关16、二级模糊控制开关17和三级模糊控制开关18分别在一级36V温差发电片组12、二级24V温差发电片组13和三级12V温差发电片组14两端的温度差不满足条件时，高温导热油通过电动三通阀11经过各级旁通管33流至下一级温差发电片组，最后导热油由导热油回流管道32流经低温导热油回流入口 3重新继续加热。
[0023]太阳能高效集热管2通过太阳能高效集热管钢支架4固定在太阳能高效集热管基座5上，导热油储存箱I通过导热油储存箱钢支架7固定在导热油储存箱基座上。
【主权项】
1.一种太阳能多级梯度式温差发电装置，主要由太阳能直接型被动式导热油加热器中的太阳能高效集热管(2)、一级36V温差发电片组(12)、二级24V温差发电片组(13)、三级12V温差发电片组(14)、一级模糊控制开关(16)、二级模糊控制开关(17)、三级模糊控制开关(18)、热管(28)构成，其特征在于:低温导热油经太阳能高效集热管(2)受热后自动上升到导热油储存箱(I)内，无需设置油栗，高温导热油从高温导热油出口(8)流经高温导热油输送管道(9)，高温导热油通过电动三通阀(11)流入一级36V温差发电片组热端油槽(31)内或通过旁通管(33)流出；一级36V温差发电片组(12)后连接二级24V温差发电片组(13)，高温导热油通过电动三通阀流入二级24V温差发电片组(13)热端油槽或通过旁通管流出；二级24V温差发电片组(13)后连接三级12V温差发电片组(14)，高温导热油通过电动三通阀流入三级12V温差发电片组(14)热端油槽或通过旁通管流出；流出后的导热油通过导热油回流管道(32)流至太阳能高效集热管(2)底部的低温导热油回流入口(3)，温差发电片组冷端油槽(29)采用热管(28)散热。2.根据权利要求1所述的太阳能多级梯度式温差发电装置，其特征在于:一级36V温差发电片组(12)工作的温度差为150?200°C，产生36V直流电压，工作由一级模糊控制开关(16)控制。3.根据权利要求1所述的太阳能多级梯度式温差发电装置，其特征在于:二级24V温差发电片组(13)工作的温度差为100?150°C，产生24V直流电压，工作由二级模糊控制开关(17)控制。4.根据权利要求1所述的太阳能多级梯度式温差发电装置，其特征在于:三级12V温差发电片组(14)工作的温度差为50?100°C，产生12V直流电压，工作由三级模糊控制开关(18)控制。
【专利摘要】本实用新型公开一种太阳能多级梯度式温差发电装置，由太阳能直接型被动式导热油加热器中的太阳能高效集热管(2)、一级36V温差发电片组(12)、二级24V温差发电片组(13)、三级12V温差发电片组(14)、一级模糊控制开关(16)、二级模糊控制开关(17)、三级模糊控制开关(18)、热管(28)构成，本装置各级温差发电组的工作由模糊控制开关控制，调节各个电动三通阀高温导热油的流量；各级温差发电组冷端采用热管散热，强化传热效果；所述的一级、二级、三级温差发电片组按不同温度梯度利用太阳能，产生的直流电压经过逆变、升压储蓄在铅蓄电池组中，供给数据中心机房的冷却系统、照明系统以及部分IT设备使用，降低数据中心机房能源消耗。
【IPC分类】G06F1/26, H02N11/00
【公开号】CN205377712
【申请号】CN201520911846
【发明人】夏晓康, 李 灿, 袁先葑, 陈笑笑
【申请人】湖南工业大学
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2015年11月17日