一片4厘米見方的熱電器件，通過導(dǎo)線與LED燈相連，當(dāng)40至50攝氏度的廢熱流過，LED燈就會亮起。8月20日，石油管工程技術(shù)研究院國家重點實驗室研究人員，給記者演示了最新開發(fā)的兩套低成本千瓦級熱電溫差發(fā)電系統(tǒng)原型機的工作過程。這項成果為集團(tuán)公司利用熱電轉(zhuǎn)化變余廢熱為再生能源，提高能源利用率，促進(jìn)節(jié)能減排，為新能源發(fā)展提供了技術(shù)儲備。
油氣勘探開發(fā)過程中存在大量未被充分利用的伴熱。余廢熱高效利用是新能源領(lǐng)域前沿研究熱點之一。
“熱能—機械能—電能的轉(zhuǎn)換，存在成本高、產(chǎn)生二次余熱等問題。”管研院余熱溫差發(fā)電項目負(fù)責(zé)人蔣龍說，熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)可實現(xiàn)熱能與電能之間的直接轉(zhuǎn)換，具有無機械傳動、設(shè)備簡單可靠、對熱源要求低、零碳排放等特點，對低品質(zhì)余熱利用有顯著優(yōu)勢。
當(dāng)前，我國余熱資源約占燃料消耗總量的17%-67%，而余熱利用率僅為1/3左右，潛在熱電轉(zhuǎn)化容量巨大。
在集團(tuán)公司基礎(chǔ)研究和戰(zhàn)略儲備技術(shù)研究課題“石油煉化余熱溫差發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)研究”資助下，管研院突破已有材料熱電性能不足的瓶頸，成功研制出兼具高功率因子和低熱導(dǎo)率的新型熱電材料，熱電性能優(yōu)值提升21%至46%。
采用此新型材料，并對熱電器件及溫差發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，管研院研制出平鋪式與圓筒式兩套千瓦級低成本熱電溫差發(fā)電系統(tǒng)原型機，經(jīng)試驗驗證，實現(xiàn)了在3攝氏度溫差條件下的穩(wěn)定電流輸出。其中，平鋪式系統(tǒng)有望用于石油煉化余熱鍋爐、換熱器、樓宇井場照明等場景；圓筒式系統(tǒng)有望用于各類油氣管道或油氣井下的地溫發(fā)電，為井下工具提供原位動力。
相關(guān)成果在中科院SCI一區(qū)頂級期刊上發(fā)表論文2篇，影響因子分別達(dá)到9.2和13.3。
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