基于温差发电的微小能量存储系统开题报告

1. 研究目的与意义

物联网传感节点工作所需的功率较小，目前在户外工作以干电池供电为主，电池能量有限，不能长期工作，需要经常更换。本课题利用热电材料的特性产生的温度差转化为电能，但是该电能能量微小且不持久，需要以锂电池作为存储能量的中介，经能量收集控制系统变换，对锂电池充电以收集外界环境中的热能，当传感节点自身电池能量不足或耗尽时，经由锂电池为能源提供传感节点电能。

2. 国内外研究现状分析

由于对环境和能源的重视，世界各国都对新型能源进行了深入的研究和开发。目前欧美洲在这方面处于领先水平，自1821年Seebeck发现塞贝克效应以来，国外对温差发电进行了大量的研究，1947年，第一台温差发电器问世，但是能量储存效率只有1.5%。美国和前苏联都将温差发电相关技术运用到卫星能源,灯塔，导航标志，平均使用寿命超过10年，发电能量储存效率和功率为5.1%左右。现在许多国家已经将温差发电技术列为中长期能源开发技术。2013年开始，商用的汽车温差发电器已经正式投入使用，输出功率已经提高了25%。

国内在温差发电方面的研究起步比较晚，主要集中在理论和热电材料的制备等方面的研究。国内专家从20世纪80年代开始温差发电器的基础理论进行研究，对温差发电器的性能进行优化分析，并且得到了很多有意义的研究成果。屈健等研究了不可逆情况下发电器的输出功率和效率随外部条件的性能改变规律。李玉东等提出了从火用的角度对温差发电器的工作性能进行分析。贾阳等建立了温差发电器热电藕分析模型。苏景芳研究了系统与环境，系统与系统之间的热流关系，对系统模型进行了优化，设计VB 6.0作为语言开发工具，Active X数据对象访问数据库，编写了温差发电性能的研究。还有许多国内专家对温差发电这一个新兴技术进行了研究。

3. 研究的基本内容与计划

总体安排和计划进度（包括阶段性工作内容及完成时间）：

2014.01.01-2014.01.15，提交开题报告并准备好相关参考文献资料等；

2014.02.17-2014.03.06，开题报告答辩；

4. 研究创新点

1、本论文的重点在于温差发电的微小能量储存的能量转换，所以采用锂电池作为能量储存的媒介。

2、经能量收集控制系统变换，对锂电池充电以收集外界环境中的热能，当传感节点自身电池能量不足或耗尽时，经由锂电池为能源提供传感节点电能。