对热电OTEC系统的流量配置和通道设计进行数值分析
Chun-I Wu1, Wei-Lun Tseng2, Bo-Xiang Wang2
1Department of Mechanical and Mechatronic Engineering, National Taiwan Ocean University, Keelung, 20224, Taiwan. wuchuni@ntou.edu.tw.
海洋热能转换 (OTEC) 系统中的优化热电发电机 (TEG) 实现稳定的输出功率. 该研究发现,在通道高度为0.002米的情况下,最优的净功率是最佳的,从而增强了可持续的海洋能源技术.
科学领域:
- 可再生能源系统可再生能源系统
- 热电发电是发电的热电发电方式.
- 海洋热能转换 (OTEC) 方法
背景情况:
- 海洋热能转换 (OTEC) 提供了一个可持续的能源来源.
- 热电发电机 (TEG) 可以将废热转化为电力.
- 将TEG集成到OTEC系统中需要优化效率.
研究的目的:
- 在海洋热能转换 (OTEC) 系统中优化基于比斯木 (Bi2Te3) 的热电发电机 (TEG) 的集成.
- 在OTEC的各种运行条件下评估TEG的性能.
- 确定关键的设计参数,以提高TEG-OTEC系统的效率.
主要方法:
- 使用COMSOL多物理学的有限元模拟被使用.
- 在温暖的表面和冷的深海水道之间放置的TEG的分析.
- 在Reynolds数 (3987-73,800) 和通道高度 (0.002-0.072米) 的范围内评估并行和逆流配置.
主要成果:
- 超过12,000的雷诺兹数确保了TEG的稳定供热,产生3.01W的一致输出功率.
- 由于减少了功率需求,在最小的通道高度为0.002m时,达到1.45W的最佳净功率.
- 具有增强的电导和减少的热导的Bi2Te3材料组合显著改善了系统性能.
结论:
- 优化TEG集成对于高效的OTEC系统性能至关重要.
- 通道高度和流动动力学显著影响TEG-OTEC系统的净功率输出.
- 这项研究为设计可持续和高效的海上TEG-OTEC应用提供了宝贵的见解,推动了可持续的海洋能源.
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