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  新型温差发电装置

文档号:00,004,207

一、项目概述

本项目应用“随温度连续变化的温敏材料”对不同温度点形状连续记忆的特殊功能研究开发新型利用温差进行发电的装置。

二、技术方案

1、技术现状

从查新结果看,目前国内外还没有利用温敏材料进行温差发电技术研究。

2、技术原理

“新型温差发电装置”采用随温度连续变化的温敏材料制作的特种温敏弹簧。做为装置的关键部件,装置制作成偏心轮盘式结构。装置的旋转轮与固定轮之间多组推杆,滑轮和温敏弹簧连接,装置安装在水或地表下等与空气具有温差的地方,偏心轮盘的一部分工作在热区,一部分工作在冷区。温差使推杆上的温敏弹簧由于记忆效应发生弹性回复,在热区的温敏弹簧弹出,冷区的温敏弹簧压缩,使旋转轮产生驱动力,滑轮沿固定轮内壁轨道滚动使旋转轮转动,输出能量。由于偏心轮盘上各推杆上的温敏弹簧交替进入冷热区,从而使旋转轮连续旋转,再按照通用的发电技术即可进行发电。该温差发电技术对温差值的适应范围宽,而不局限于固定温度点温差。该技术发电量可根据温差、热介质、轮盘直径进行设计。

3、项目组成

本项目关键部件是利用随温度连续变化的温敏材料作为温差发电装置,使其在温差区域因形变而驱动轮盘连续转动,输出能量,带动发电机发电。最终目标是利用这种温差发电技术研制出的发电装置最大发电量达到1KW,最小温差范围10。下图是温差发电装置组成示意图:

温差区域

轮盘装置

发电机

储能装置

齿轮箱

电能负荷

控制装置

 


 

      

 

 

 

图 温差发电装置组成示意图

4、技术指标


 

最大发电量:8kw

最小温差:10

偏心轮盘直径:4


 

5、关键技术

项目的关键技术包括:随温度连续变化的温敏材料的制备方法,温差发电偏心轮盘装置的结构设计。

 1)随温度连续变化的温敏材料的制备方法是应用加工工艺使温敏材料具有变化而且相异的变态温度,致使温敏材料在不同的温度点能够相继回复记忆状态

2)温差发电偏心轮盘装置的结构设计是为了使轮盘能在温差区域中由于随温度连续变化的温敏材料制作的温敏弹簧的作用而产生连续转动,输出能量。

6、技术创新

6.1技术创新

自行研制和发明了随温度连续变化的温敏材料,实现了同一温敏材料材料上各点形状温度记忆的差异,使整个材料对变化的温度具有连续可变的形状记忆效应。这种技术创新使其用于温差发电时,可以不受温差变化的影响而连续进行发电,大大扩大了温差发电的适应范围

6.2应用创新

本项目的应用创新是利用随温度连续变化的温敏材料作为温差发电技术的关键部件,研究出一种新型的温差发电技术。该项目结合机电一体化利用低品位热和废热、余热资源,原材料费用几近为零,运行成本很低,发电装置造价也很低,该温差发电技术完全可以实现与现存温差发电方式商业竞争,很容易推广普及。

7、项目技术成熟性

随温度连续变化的温敏材料是已攻克的关键技术,并已经在调温混水阀中使用。温差发电偏心轮盘装置制作的1KW发电已研制出样机,并已经试用半年多。经试用运转良好。由于该项目产品关键技术已经研究开发成功,并已经试用,属于成熟技术。

三、市场介绍

1、行业及市场概述

中国缺电情况严重,今年电力需求再次猛增,在投入巨额资金投资建造更多发电厂以满足我国日益增长的用电需求的同时,合理的利用低品位热和废热、余热资源,进行温差发电不失为一种缓解用电压力的方法。温差发电将热能直接转化为电能,是适用范围很广的绿色环保型能源。华东理工大学机械工程学院涂善东教授、栾伟玲副教授认为,温差电技术正重新成为全球研究的热点,值得我国科学技术研究部门的重视。日本、美国近几年来开展了一系列低品位热和废热、余热资源的利用项目。最近几年随着能源与环境危机的日渐突出,以及一批高性能热电转换材料的开发成功,温差电技术的研究又重新成为热点,但突破的希望还是在于转换效率的稳定提高。

2、目标市场

中国国家电力公司分析,电力行业未来5年需要投入高达1080亿美元的巨额资金,中国不但需要更多的发电厂,还需要更为稳固的电网系统以及多元化的发电方法。快速的经济扩张使得能源需求强劲增长,国内的发电业更是蓬勃发展。

在最吸引人的变废为宝方面,由于原料费用几近为零、运行成本很低,温差发电完全可以实现与现存发电方式的商业竞争。而本项目是利用随温度连续变化的温敏材料作为温差发电技术的关键部件,研究出一种新型的温差发电技术。该项目结合机电一体化技术,利用低品位热和废热、余热资源,原材料费用几近为零,运行成本很低,发电装置造价也很低,克服了海水温差发电中海洋热能开发的困难很大、投资昂贵;半导体发电的效率低、成本较大、体积较大等缺点。该温差发电技术完全可以实现与现存温差发电方式商业竞争,很容易推广普及。

目前该项目的设计发电量为1kw,每组占地面积约10平米;因此用户可根据温差模式(上冷下热、上热下冷)、具体场地情况设计发电装置的安装数量。例如:某厂凉水池面积相当于4个昆明湖大小,至少可以安装2000组该发电装置。

3、竞争优势

目前国内市场上的研究温差发电的多为半导体温差发电和海水温差发电。它们在很多方面均有着制约:

其中,海水温差发电尚有许多技术上的难题;通过半导体热电转换材料将热能转化为电能发电效率低、成本较大、体积较大,因此向工业和民用产业的普及受到很大制约。

而本项目是利用随温度连续变化的温敏材料作为温差发电技术的关键部件,研究出一种新型的温差发电技术。该项目结合机电一体化利用低品位热和废热、余热资源,原材料费用几近为零,运行成本很低,发电装置造价也很低,该温差发电技术完全可以实现与现存温差发电方式商业竞争,很容易推广普及。该种发电技术在国内属于首创,并无竞争对手。

四、投资计划

1、所需资金

该项目投资资金主要用于固定资产建设、技术完善、规模化生产、市场拓展和宣传推广等方面,所需资金约7001000万元,具体见下表:

                       表一:固定资产投资估算表             单位:万元

序号

设备名称

金额

序号

设备名称

金额

1

绞直机

7

6

辗压成形机

8

2

平板机

5

7

直空退火炉

23

3

纵剪机

12

8

自动多温区可控式淬火炉

90

4

弹簧卷曲机

4

9

可控温形变测力机

6

5

冲压成形机

6

10

合计

161

                  表二:流动资金估算表            单位:万元

序号

项目

金额

序号

项目

金额

1

科研业务费用

15

5

营销费用

80

2

加工费

20

6

生产铺底资金

90

3

测试检验费

5

7

其他费用

20

4

工资

100

8

合计

330

2、公司周转资金约200500万元,主要用于各种原材料的购置费用等。

2、产品生产规模及销售量

达产的年份

生产规模

销售数量

第一年(2006)

30

1500

第二年

50

2500

第三年

80

4000

第四年

100

5000

第五年

100

5000

 

相关分析

2006年建立生产线,购置设备,产品生产工艺定型,温差发电偏心轮盘装置产品化定型制订企业标准,因此该年度仅为试销期间;2007年进入产品批量生产,大规模推广阶段。

3、产品生产成本


 

单位产品生产成本估算表    单位:元

序号

项目

金额

1

原材料

2350

1.1

温敏材料

400

1.2

机械结构

1200

1.3

其它加工费用

750

2

燃料与动力

2.5

3

工资和福利

80

4

包装和运输费用

20

5

折旧费

22

6

维修费用

1.5

7

生产成本(16

2476

 

产品单位成本估算表        单位:元

序号

项目

金额