基于辐射制冷的热电发电机建模与优化
应用物理
2020-12-02 v1 光学
摘要
夜间发电的可能性近来激发了将辐射天空制冷机制与热电发电机（TEG）结合使用的兴趣。这些被动、低温差器件已被证明可在夜间发电而无需主动供热，反而以环境空气本身作为热源。在此，我们优化了辐射制冷驱动热电（RC-TE）发电机的几何结构与运行条件。我们通过建立热-电耦合模型，确定了包括最大功率点与最大效率点的最优运行条件。结果表明，最优运行条件带来的功率输出大于此前的预期。此外，我们表明当冷却器与 P 或 N 元件的面积比达到最优值时，出现最大功率密度。最后，我们开展了考虑环境与结构参数的参数化研究，以提升 RC-TE 器件性能，包括增强热表面与环境空气间的传热、抑制辐射冷却器的制冷损失，以及优化单个热电偶的几何结构。我们的工作明确了如何最大化 RC-TE 器件输出，并为利用这一新型被动发电方法提供了全面指导。
引用
@article{arxiv.2008.12107,
title = {Modeling and optimization of radiative cooling based thermoelectric generators},
author = {Bin Zhao and Gang Pei and Aaswath P. Raman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.12107},
year = {2020}
}
备注
17 pages, 5 figures