用于热电能生成的系统、方法和/或设备技术方案

提供用于将各种类型的能量转换为热能的系统、方法和/或设备，其中热能可储存和/或然后转换为电能。电能可以在要求时和/或在用户预期电力要求(例如功率级和/或类型)下是可用的。例如，能量可在特定电压下并且作为直流(DC)能量或交流(AC)能量是可用的。电能可易于传输并且因此在用户预期位置是可用的。例如，系统、方法和/或装置至少对于某些应用可消除或降低对电力传输的需要。在示范实施例中，系统可包括用于储存热能的有机相变材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于热电能生成的系统、方法和/或设备本申请要求2012年5月16日提交的美国临时申请No.61/647863、2012年5月16日提交的美国临时专利申请61/648034、2011年11月16日提交的国际申请No.PCT/US2011/060937以及2011年11月16日提交的国际申请No.PCT/US2011/060942的优先权。本申请还涉及2010年11日16日提交的美国临时申请No.61/413995和2011年9月8日提交的美国专利申请No.61/532104。通过引用将这些申请的每个完整地结合到本文中。
总体来说，本公开涉及将热能转换为电能。总体来说，本公开还涉及将温差转换为电能。
技术介绍
由可消耗热源发电厂(例如天然气、煤、化石燃料、核等)所生成的能量并且采用可再生和/或洁净能源取代它们变得更加重要。当前可再生洁净能源技术所面临的难题在于，它们与正尝试取代的传统技术几乎同样复杂并且在一些情况下更加复杂。这些技术的大多数集中于备选发电，但是它们未觉察如下事实：在使能量到达客户方面的低效的大多数沿转换为电能与实际使用能量之间的无数步骤发生。将开发、部署和维护新旧两种技术所消耗的能量包括在内，常常存在不足的投资回报。需要针对能够更有效储存并且然后在需要时转换为电能的定域、可维持和/或可再生洁净能源的改进系统、装置和/或方法。本公开针对克服和/或改善现有技术的缺点的至少一个，如通过本文的论述将变得显而易见。
技术实现思路
示范实施例涉及将各种类型的能量转换为热能，热能可储存和/或然后转换为电能。在示范实施例中，电能可以在要求时和/或在用户预期电力要求(例如功率级和/或类型)下是可用的。例如，能量可在特定电压下并且作为直流(DC)能量或交流(AC)能量是可用的。在示范实施例中，电能可易于传输并且因此在用户预期位置是可用的。例如，在示范实施例中，系统、方法和/或装置至少对于某些应用可消除或降低对电力传输的需要。在示范实施例中，热能可本地储存。在示范实施例中，该系统可包括用于储存热能的(一个或多个)有机相变材料。另外，也考虑用于储存热能的其它类型的相变材料。在示范实施例中，该系统可包括用于储存热能的基于石油的相变材料(例如石蜡)。在示范实施例中，该系统可包括用于储存热能的基于矿物的相变材料(例如盐合水)。在示范实施例中，该系统可包括用于储存热能的基于水的相变材料(例如水)。在示范实施例中，系统可包括用于储存热能的有机相变材料。在示范实施例中，可使用两种热质量类型(热和冷或者第一温度或温度范围以及第二温度或温度范围，其中第一大于第二，以便创建充分热差)，以及在示范实施例中，材料之一或两者可预先充电并且按照准备好供最终用户使用的状态提供给用户。在示范实施例中，用于将热能转换为电能的系统可包括：热电发电机；与热电发电机的第二侧相接触的高温储存器；用于将高温储存器保持在高温的高温再生器；以及用于将低温储存器保持在低温的低温再生器。高温储存器与低温储存器的温度差创建热电发电机两侧之间的热差，其创建电能。在某些实施例中，至少一个第一温度储存材料和至少一个第二温度储存材料可用来创建温差。另外，第一温度材料的组合和第二温度材料的组合可用来创建温度，结合一个或多个热发电机以生成电力。在示范实施例中，高温储存器和低温储存器是相变材料。在某些实施例中，较高温度储存和较低温度储存材料可以是有机相变材料、其它类型的相应材料、电池、电动机、太阳能、地热、电磁、周围环境温度差、热量排放、废热排放或者其组合。在示范实施例中，电能是DC电流。在示范实施例中，高温再生器包括：热电发电机，使用一侧的高温储存器和另一侧的环境温度(其充分低于较高温度)来创建跨热电发电机的温差。跨热电发电机的热差生成电能。在某些实施例中，至少一个第一温度再生器的电能的至少一部分用来向热源供电，以将至少一个第一温度储存器保持在适当温度。在示范实施例中，高温再生器的电能用来向加热器供电，以便将高温储存器保持在高温。在某些实施例中，较高温度再生器的电能的至少一部分用来向加热器供电，以便将较高温度储存器保持在较高温度。在某些实施例中，较高温度再生器的电能的至少一部分用来向加热源供电，以便至少部分地将较高温度储存器保持在较高温度。在某些实施例中，至少一个第二温度再生器的电能的至少一部分用来向热源供电，以将至少一个第一温度储存器保持在适当温度。在示范实施例中，第二高温再生器的电能用来向加热或冷却源供电，以便将第二高温储存器保持在第二温度。在某些实施例中，第二温度再生器的电能的至少一部分用来向加热或冷却源供电，以便将第二温度储存器保持在第二温度。在某些实施例中，第二温度再生器的电能的至少一部分用来向加热或冷却源供电，以便至少部分地将第二温度储存器保持在第二温度。在示范实施例中，较低温度再生器包括：热电发电机，使用一侧的较低温度储存器和另一侧的环境温度来创建跨热电发电机的温差。跨热电发电机的热差生成电能。在示范实施例中，较低温度再生器的电能用来向冷却器供电，以便将较低温度储存器保持在低温。在示范实施例中，用于将热能转换为电能的系统可包括：热电发电机部件，用于将温差转换为电能；高温储存部件，用于储存热能，与热电发电机的第一侧相接触；低温储存部件，用于储存热能，与热电发电机部件的第二侧相接触；高温再生器部件，用于将高温储存部件保持在高温；以及低温再生器部件，用于将低温储存部件保持在低温。高温储存部件与低温储存部件的温度差创建热电发电机部件两侧之间的热差，其创建电能。在示范实施例中，高温储存部件和低温储存部件是相变材料。在示范实施例中，电能是DC电流。在示范实施例中，高温再生器部件包括：热电发电机部件，用于将温差转换为电能，使用一侧的高温储存部件和另一侧的环境温度来创建跨热电发电机部件的温差。跨热电发电机部件的热差生成电能。在示范实施例中，高温再生器部件的电能用来向加热器部件供电，以便将高温储存部件保持在高温。在示范实施例中，低温再生器部件包括：热电发电机部件，用于将温差转换为电能，使用一侧的低温储存部件和另一侧的环境温度来创建跨热电发电机部件的温差。跨用于将温差转换为电能的热电发电机部件的热差生成电能。在示范实施例中，用于储存热能的低温再生器部件的电能用来向冷却器供电，以便将低温储存器保持在低温。像概述中所述的实施例一样，在说明书、附图和权利要求书中公开其它实施例。概述不是意在涵盖本公开所考虑的每一个实施例、组合或变化。附图说明现在仅作为举例、参照附图来描述示范实施例，附图包括：图1是热电能生成系统的一个示范实施例的示意图；图2是热电能生成系统的另一个示范实施例的示意图；图3是热电能生成系统的另一个示范实施例的示意图；图4是热电能生成系统的另一个示范实施例的示意图；图5是热电能生成系统的另一个示范实施例的示意图；图6是热电能生成系统的另一个示范实施例的示意图；图7是热电能生成系统的另一个示范实施例的示意图；图8是热电能生成系统的另一个示范实施例的示意图；图9是热电能生成系统的另一个示范实施例的示意图；图10是热电能生成系统的另一个示范实施例的示意图；图11是热电能生成系统的另一个示范实施例的示意图；图12是热电能生成系统的另一个示范实施例的示意图；图13是热电能生成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：至少一个热电发电机；第一温度储存材料，与所述至少一个热电发电机的第一部分进行热交流；第二温度储存材料，与所述至少一个热电发电机的第二部分进行热交流；至少一个第一温度再生器，用于至少部分地将所述第一温度储存材料保持在第一温度范围；至少一个第二温度再生器，用于至少部分地将所述第二温度储存材料保持在第二温度范围；其中所述第一温度高于所述第二温度，并且所述第一温度储存材料和所述第二温度储存材料的温度差创建所述至少一个热电发电机的两个部分之间的热差，其创建电输出；以及所述电输出的一部分用来至少部分地向所述至少一个第一温度再生器、所述至少一个第二温度再生器或者它们两者供电。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.16 US PCT/US2011/060942;2011.11.16 US PCT/1.一种系统，包括：至少一个热电发电机；第一温度储存材料，与所述至少一个热电发电机的第一部分进行热交流；第二温度储存材料，与所述至少一个热电发电机的第二部分进行热交流；至少一个第一温度再生器，用于至少部分地将所述第一温度储存材料保持在第一温度范围，所述第一温度再生器包括热电发电机；至少一个第二温度再生器，用于至少部分地将所述第二温度储存材料保持在第二温度范围，所述第二温度再生器包括热电发电机；其中所述第一温度高于所述第二温度，并且所述第一温度储存材料和所述第二温度储存材料的温度差创建所述至少一个热电发电机的两个部分之间的热差，其创建电输出；以及所述电输出的一部分用来至少部分地向所述至少一个第一温度再生器、所述至少一个第二温度再生器或者它们两者供电。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个热电发电机的第一部分是所述发电机的第一侧。3.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个热电发电机的第二部分是所述发电机的第二侧。4.如权利要求1所述的系统，其中，所述系统是可垂直堆叠的热电模块。5.如权利要求4所述的系统，其中，所述堆叠包括至少1个所述热电模块。6.如权利要求4所述的系统，其中，所述堆叠包括至少2个所述热电模块。7.如权利要求4所述的系统，其中，所述堆叠包括至少3个所述热电模块。8.如权利要求4所述的系统，其中，所述堆叠包括至少4个所述热电模块。9.如权利要求4所述的系统，其中，所述堆叠包括至少5个所述热电模块。10.如权利要求4所述的系统，其中，所述堆叠包括至少6个所述热电模块。11.如权利要求4所述的系统，其中，所述堆叠包括至少7个所述热电模块。12.如权利要求4所述的系统，其中，所述堆叠包括至少8个所述热电模块。13.如权利要求4所述的系统，其中，所述堆叠包括至少10个所述热电模块。14.如权利要求4所述的系统，其中，所述堆叠包括至少15个所述热电模块。15.如权利要求4所述的系统，其中，所述堆叠包括至少20个所述热电模块。16.如权利要求4所述的系统，其中，所述堆叠包括至少30个所述热电模块。17.如权利要求4所述的系统，其中，所述堆叠包括至少40个所述热电模块。18.如权利要求4所述的系统，其中，所述堆叠包括至少100个所述热电模块。19.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述系统能够在所需操作周期的30％至50％之间按照自维持方式进行操作。20.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述系统能够在所需操作周期的30％至95％之间按照自维持方式进行操作。21.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述系统能够在所需操作周期的50％至100％之间按照自维持方式进行操作。22.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述系统能够在所需操作周期的80％至98％之间按照自维持方式进行操作。23.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述系统能够在所需操作周期的90％至99.5％之间按照自维持方式进行操作。24.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述系统能够在所需操作周期的80％至100％之间按照自维持方式进行操作。25.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述系统在所述系统处于操作中的时间的30％至50％之间提供充分电力。26.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述系统在所述系统处于操作中的时间的50％至70％之间提供充分电力。27.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述系统在所述系统处于操作中的时间的30％至95％之间提供充分电力。28.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述系统在所述系统处于操作中的时间的50％至100％之间提供充分电力。29.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述系统在所述系统处于操作中的时间的80％至98％之间提供充分电力。30.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述系统在所述系统处于操作中的时间的95％至100％之间提供充分电力。31.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述系统在所述系统处于操作中的时间的80％至100％之间提供充分电力。32.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述系统在所述系统处于操作中的时间的30％至50％之间提供充分电力、加热和/或冷却。33.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述系统在所述系统处于操作中的时间的40％至60％之间提供充分电力、加热和/或冷却。34.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述系统在所述系统处于操作中的时间的50％至70％之间提供充分电力、加热和/或冷却。35.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述系统在所述系统处于操作中的时间的30％至95％之间提供充分电力、加热和/或冷却。36.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述系统在所述系统处于操作中的时间的50％至100％之间提供充分电力、加热和/或冷却。37.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述系统在所述系统处于操作中的时间的70％至95％之间提供充分电力、加热和/或冷却。38.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述系统在所述系统处于操作中的时间的80％至98％之间提供充分电力、加热和/或冷却。39.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述系统在所述系统处于操作中的时间的90％至99.5％之间提供充分电力、加热和/或冷却。40.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述系统在所述系统处于操作中的时间的95％至100％之间提供充分电力、加热和/或冷却。41.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述系统在所述系统处于操作中的时间的80％至100％之间提供充分电力、加热和/或冷却。42.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述第一温度储存材料和所述第二温度储存材料中的至少一个通过使用至少一个热管或热导管与所述至少一个热电发电机进行热交流。43.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述第一温度储存材料中的至少一个通过使用至少一个热管或热导管与所述至少一个热电发电机的第一侧的表面进行热交流。44.如以上权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述第二温度储存材料中的至少一个通过使用至少一个热管或热导管与所述至少一个热电发电机的第二侧的表面进行热交流。45.如权利要求1-18中一项任所述的系统，其中，所述第一温度储存材料和所述第二温度储存材料中的至少一个相互之间和/或与所述至少一个热电发电机部分地或者基本上热绝缘，并且通过使用至少一个热管或热导管仍然与所述至少一个热电发电机进行热交流。46.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，热储存能量用来加热或冷却另一个应用。47.如权利要求46所述的系统，其中，所述另一个应用为水加热、水冷却、舒适加热、舒适冷却、空气调节或者其组合。48.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述第一温度储存材料和所述第二温度储存材料中的一个或多个从下列一个或多个来选取：气体、固体、水、基于水的盐合水、各种形式的石蜡、脂肪酸和脂、三羟甲基乙烷、基于植物的脂肪或油。49.如权利要求48所述的系统，其中，所述气体为空气，所述固体为水泥。50.如权利要求49所述的系统，其中，所述空气为环境空气。51.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述第一温度储存材料和所述第二温度储存材料中的一个或多个从基于植物的脂肪或油来选取。52.一种系统，包括：至少一个热电发电机；第一温度储存材料，与所述至少一个热电发电机的第一部分进行热交流；第二温度储存材料，与所述至少一个热电发电机的第二部分进行热交流；至少一个温度再生器，用于至少部分地将所述第一温度储存材料保持在第一温度范围或者用于至少部分地将所述第二温度储存材料保持在第二温度范围，所述温度再生器包括热电发电机；其中所述第一温度高于所述第二温度，并且所述第一温度储存材料和所述第二温度储存材料的温度差创建所述至少一个热电发电机的两个部分之间的热差，其创建电输出；以及所述电输出的一部分用来至少部分地向所述一个温度再生器供电。53.如权利要求52所述的系统，其中，所述至少一个热电发电机的第一部分是所述发电机的第一侧。54.如权利要求52所述的系统，其中，所述至少一个热电发电机的第二部分是所述发电机的一侧。55.如权利要求52所述的系统，其中，所述系统是可垂直堆叠的热电模块。56.如权利要求54所述的系统，其中，所述系统是可垂直堆叠的热电模块，所述堆叠包括至少1个所述热电模块。57.如权利要求54所述的系统，其中，所述系统是可垂直堆叠的热电模块，所述堆叠包括至少2个所述热电模块。58.如权利要求54所述的系统，其中，所述系统是可垂直堆叠的热电模块，所述堆叠包括至少3个所述热电模块。59.如权利要求54所述的系统，其中，所述系统是可垂直堆叠的热电模块，所述堆叠包括至少4个所述热电模块。60.如权利要求54所述的系统，其中，所述系统是可垂直堆叠的热电模块，所述堆叠包括至少5个所述热电模块。61.如权利要求54所述的系统，其中，所述系统是可垂直堆叠的热电模块，所述堆叠包括至少6个所述热电模块。...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·斯图尔特·朗，
申请(专利权)人：埃雷克特隆控股有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US