关于在恒定Seebeck系数近似下简化热电发电模块性能预测的热电代数
材料科学
2025-05-19 v2 数学物理
math.MP
应用物理
摘要
虽然可通过ZT估计热电材料性能，但由于热电微分方程的非线性和非局�性，预测热电发电模块(TGM)的性能较为复杂。本文提出一种在恒定Seebeck系数近似(CSA)下用于预测TGM性能的简化热电代数框架。首先，我们重访恒定Seebeck系数模型(CSM)，将热功率和转换效率的微分方程转化为以负载电阻比和相对傅里叶热功率为变量的精确代数方程。随后，我们引入CSA，即忽略蒙特厄尔项，假设器件参数固定。我们定义以简单温度积分表示的零电流条件下的平均热电属性和器件参数。最后，我们推导关于电流的电压、电阻、热功率和转换效率的近似热电代数方程。我们数值验证了CSA形式在预测效率方面优于其他单参数理论，如峰值-ZT、积分-ZT和通用工程-ZT。当平均ZT值不超过2时，最优效率的相对标准误差小于11%。通过将CSM和CSA结合，无需计算或求解微分方程即可轻松估计TGM的性能。
引用
@article{arxiv.2410.04405,
title = {Thermoelectric Algebra Made Simple for Thermoelectric Generator Module Performance Prediction under Constant Seebeck-Coefficient Approximation},
author = {Byungki Ryu and Jaywan Chung and SuDong Park},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.04405},
year = {2025}
}
备注
32 pages, 4 figures, 2 tables, 21 references, 122 equations