這是一個簡易熱管溫差發(fā)電原理圖。其利用熱管的高效導熱特性保持溫差發(fā)電半導體兩面的溫差而達到很高的發(fā)電效果。此裝置沒有任何滑動裝置。只是一個固態(tài)組件或模塊。這比起“氦氣永動機”簡單和實用。

發(fā)電效率與溫差發(fā)電半導體的兩面溫差有關，允許條件下，溫差越大，發(fā)電量越大。而要在薄薄的3mm-6mm 的厚度上保持如此大的溫差，沒有高效的導熱和散熱裝置是辦不到的。而且必須是無能耗散熱裝置才能保證熱電轉換裝置的高效益。一種高效環(huán)路熱管扮演了這個角色。大大提高了溫差發(fā)電片的發(fā)電效益。它能在常溫下保持熱發(fā)電片的溫差不低于100攝氏度甚至更高。 這里所說的常溫下保持發(fā)電片的溫差不低于100攝氏度甚至更高，是指不用任何外加動力，僅利用自然風冷就能夠將熱電轉換半導體的冷端溫度降低至環(huán)境溫度左右（不高于環(huán)境溫度15攝氏度）。

這個裝置，只要加熱下方的鋁制散熱片，電就自然產生。
此前，熱電轉換半導體無法獲得高效率和走向實用化，主要是無法實現無源高效散熱。因此，得不償失。現在利用新型高效低溫環(huán)路熱管解決了高效散熱難題。只要利用常溫水或空氣進行自然對流冷卻就能保持冷端溫度接近室溫或自然環(huán)境溫度。這樣就大大提高了其熱電轉換效率。甚至可達到利用自然界或局部環(huán)境的溫差就能發(fā)電的地步。這樣，一種在自然界中大量蘊藏著的能量，溫差能量，就可能被我們利用，并成為一種取之不盡，用之不絕，清潔環(huán)保的新能源。

因為，其利用了熱這種具有幾乎是最廣泛的轉換“中介”能量。（最少是最廣泛的轉換“中介”能量之一。）熱可以從各種能量形態(tài)轉換過來，又能向各種能量形態(tài)轉換過去，具有廣泛的多向，多形態(tài)，多渠道，多層次，快速循環(huán)轉換的特性。因此，也就具有可以永續(xù)循環(huán)利用的特點。半導體溫差發(fā)電器件為這種溫差能量的利用奠定了最重要的基礎，而低溫高效熱傳導器件使熱電轉換裝置真正走向了實用化。目前，各種簡易高效的固態(tài)熱電轉換裝置正在開發(fā)，投產之中。

當半導體器件的兩面發(fā)生溫差時，其兩輸出端就會產生正負電勢。當將電路接通后，由于電流的運動，使得熱迅速地從熱端向冷端轉移。如果，不能迅速地有效地將轉移過來的熱輸送出去，并導入其他空間或物質體，溫差發(fā)電半導體的兩面的溫差就會消失，從而電勢也就消失了。因此，溫差發(fā)電裝置是否能發(fā)電或高效發(fā)電，不僅僅取決于溫差發(fā)電半導體的熱電轉換效率，還取決于與其配合的散熱或導熱裝置。可以說沒有高效的，大功率，大密度的導熱裝置，特別是沒有這方面的無源導熱裝置，就不可能使溫差半導體真正走向實用化。目前，我們研制出的這種在很低溫度上也能高效導熱環(huán)路熱管裝置能實現熱的無源長距離高速傳導和向外界轉換。從而保證了溫差發(fā)電半導體兩界面的高溫差狀態(tài)。從而保證了高效的熱電轉換狀態(tài)。
這個裝置全固態(tài)模塊，無任何機械運動部件。能量轉換過程直接而簡便。除了熱與電的能量運動外，沒有其他的更多的能量轉換機制的參與。（最少是沒有明顯的參與作用。）散熱過程也是利用熱勢差來完成的。所不同的是，其只須很小的熱勢差就能達到高效熱傳導。（具體數據將在適當的時候加以公布。）

照片是在加熱并撤離熱源后，其利用鋁片上的儲熱持續(xù)發(fā)電的情形。

最少其具有全天候特性。并且可以廣泛地應用到工業(yè)余熱發(fā)電，特別是低溫余廢熱發(fā)電方面。目前，汽車尾氣廢熱發(fā)電裝置已經接近開發(fā)完成。
另外，在太陽能電池板上安裝這種高效導熱裝置，也能大大地改善和提高光電池板的工作條件和發(fā)電效率。

當然，室內的溫差很小，發(fā)電量也就很小。一般溫差超過十攝氏度，發(fā)電量就可達到可利用水平。30攝氏度，就可觀了。50度，就相當可觀。100度左右就可算是高效了。

這種半導體器件當接入電源時就會產生冷和熱。即根據電流方向將一端的熱向另一端轉移，從而使一端的熱減少，另一端的熱增加。現在小型的冷熱飲水機大都采用這種半導體器件制冷加熱。小型汽車冰箱也用它。如果將這種半導體器件的兩端分別加熱或冷卻，那么，從原來加點的兩端就會產生電流。變成溫差發(fā)電器件。所以發(fā)電片，只是將這種半導體器件制作得更適合于發(fā)電而已。現在，這種溫差發(fā)電片價格已經相當的大眾化。而且并不難買到。

低溫熱管溫差發(fā)電體系的發(fā)展前景

1，高效的熱電轉換裝置。目前，除了水電、風電和核電外，熱電是人類最普遍使用的電能發(fā)生裝置。目前的熱電廠，從燃燒產熱到產電必須經過熱向蒸汽，蒸汽向蒸汽動力裝置，動力裝置向發(fā)電機等多次的能量轉換過程。并且存在著大量的機械運動裝置。而且，存在著大量的低溫余熱排放。這些都造成了熱電轉換過程的巨大損耗。如果采用熱管溫差發(fā)電體系，我們就可以直接利用燃燒所產生的熱直接轉換為電能，省去了多層次的能量轉換過程，省去了大量的機械設備和維修工作。獲得更高的熱電效益。而且，許多以前難以利用的低溫熱源也能被充分地利用起來。

在晚上或陰雨天時太陽能電池板不能發(fā)電，但外界溫度低，容易形成更大溫差，獲得更高的熱電效益時段進行溫差發(fā)電，這就大大地彌補了太陽能電池板發(fā)電量不足的問題。

溫差發(fā)電半導體進入市場已經有一段時間了。其之所以還不能廣泛推廣，并不是其發(fā)電效率低，而是無法解決無源高效散熱的問題。比如一塊40*40*3.5mm溫差發(fā)電片溫差60攝氏度就能發(fā)出3.5V * 3-5A的電量，即10-15W的電量。這比光電池高得多。但，如何保持3.5mm距離上的溫差達到60攝氏度并不是簡單的事情。如果用強制風冷和水冷就要耗電或其他動力這就大大降低了發(fā)電的總效率。所以，如果沒有高效的無源導熱器件60攝氏度和15W實際上是一個理想的理論數據。就像制冷片無法實現大功率一樣，都被卡在了導熱器件上了。當功率達到一定的程度，就是5mm厚的鋁板也會出現很高的熱組，從而使半導體發(fā)電片熱面的溫度急劇上升，使兩邊的溫差縮小，甚至燒毀。
所以，溫差半導體的真正走向實用，離不開高性能的導熱裝置。而現在高效大功率導熱環(huán)路熱管體系的研制成功，為溫差發(fā)電真正走向了實用鋪平了道路。現在，實驗裝置在常溫空氣自然對流散熱的狀態(tài)下，就能保持發(fā)電半導體兩端溫差在120攝氏度左右。這就保證了溫差發(fā)電的高效率。

一個鄉(xiāng)村普通家庭，只要有200瓦/時的電量就很夠用了。這樣，如果40*40mm的發(fā)電片有60攝氏度的溫差，只需要20片左右的半導體發(fā)電片就夠了。如果有100攝氏度的溫差，12片左右也就夠了。熱管散熱裝置也不過三平方米左右。（管長30-40米左右）。這樣的裝置發(fā)電用的煤氣并不比燉一鍋湯來得更多。目前實驗裝置，用一盞小酒精燈加熱，一塊30*30的發(fā)電片就能發(fā)出10瓦左右的電量。

溫差是地球上，甚至是宇宙間最大的循環(huán)能量之一。利用溫差能，特別是全固體模塊化溫差發(fā)電裝置的實用化進展將使溫差能的利用從實驗室走向市場，走向生產一線，走向千千萬萬的家庭。
也許將來不會再建火電站，不用再攔河筑壩，建破環(huán)環(huán)境與生態(tài)的大型水電站，不用建高風險的“清潔”能源--核電站。大面積斷電不再成為未來社會擔憂的災難。電網將成為億萬個小型或微型溫差發(fā)電裝置的集合體系。人類能源利用將進入一種更接近于永續(xù)的宇宙能量大循環(huán)的環(huán)節(jié)中。
這將不是夢！

2，環(huán)境溫差，山地溫差，極地溫差，海洋溫差，地熱溫差，沙漠溫差固態(tài)發(fā)電裝置

因為，高導熱器件能保證低溫差的長距離弱損耗傳導和高速散熱，以及半導體溫差發(fā)電的低溫差發(fā)電特性，這就使得以前很難利用的，或者需要使用熱泵等高耗能和復雜機械設備才能勉強利用的20-30度或更低的溫差能被更高效地利用起來。這就為人類最主要最重要最廣泛利用的電能開啟了巨大的資源庫。20度左右的溫差能是最大量存在的溫差能。如：城市中一座幾十米的高呈建筑在垂直面上就可以產生大量的20攝氏度的溫差能量。如果在陽光下或在太陽下山后的數小時內，溫差甚至可以達到30-40度，甚至更高。這比光電能量大得多。

這樣的發(fā)電裝置與照片上的那個“玩藝兒”并無太大區(qū)別，只是可能個頭更大，形狀各異，控制系統(tǒng)更嚴密更完備而已。

低溫差發(fā)電必須用多塊發(fā)電片進行組合。這需要由相關的生產廠家設計生產。現在我們的實驗裝置能在室溫情況下形成體溫與室溫溫差發(fā)電。但，短路電流只有10mm左右。

這樣的溫差發(fā)電裝置做成兒童玩具，并不難，但需要用磨擦發(fā)熱充電或烤火發(fā)熱充電的辦法。也可以用冰鎮(zhèn)發(fā)電。只要廠家將發(fā)電片做小，集合成電壓輸出型便可。

不久，我們的利用工廠煙氣余熱的固態(tài)低壓溫差發(fā)電裝置將投入試運行。溫差約100攝氏度，電壓12V,設計發(fā)電量為3000瓦左右。( 此設計為積木式，可逐步組合增加。）

如，某型發(fā)電半導體器件的標準是：溫差60度，則可發(fā)出電壓3.5V電流3A--5A。 即在60攝氏度溫差下，可以發(fā)出10.5--17.5W 直流電。（高溫面不能超過180攝氏度）。
在同溫差下，決定發(fā)電量的還有溫差半導體的使用面積及其在不同溫度段上的熱/電轉換效率。
如，有充足的100攝氏度熱源，用35攝氏度的空氣進行冷卻，保證發(fā)電件兩面溫差60攝氏度，用100片上述規(guī)格的發(fā)電片，就可以得到1050W--1750W的支流電功率。

這里的關鍵是保持溫差。現行的保持溫差的手段有強制風冷、水冷、油冷等，這都要消耗能量。這就使得發(fā)出的電的大部分被用于冷卻發(fā)電半導體本身以維持持續(xù)發(fā)電。甚至得不償失。即發(fā)出的電能還不夠維持冷卻的需要。最好的狀況是由自然水流的地方，但這也需要大量的冷卻水。所以，溫差發(fā)電在現有冷卻手段上受到極大的限制。所以，要使溫差發(fā)電半導體真正獲得上述的發(fā)電量并不是一件簡單的事情。

解決的溫差發(fā)電的根本途徑就是必須同時掌握高效的熱傳導器件和機制。能夠將熱最迅速最高效地傳導至盡可能大的散熱面積上，從而保證發(fā)電半導體兩端盡可能大的溫差值。
對于低熱值的環(huán)境溫差利用還需要將大面積的低值熱通過高效的熱傳導器件和體系輸送到發(fā)熱片上。
而且，所有這些都必須是無功耗，或無源（即不附加任何能量消耗）的熱傳導才能保證溫差發(fā)電的高效率。特別是環(huán)境溫差發(fā)電的高效率和實用化價值。

首先，你應該看到，溫差必須建立在3mm的厚度上。如果是10度20度，這還比較好解決，就像你所說，用自然對流就能解決。如果是100攝氏度就不容易解決了。水和又的自然對流導熱速度比起溫差半導體的熱電/電熱轉換速度慢得多，可以說是不能同日而語。所以，即使是用流動的水，3mm厚度的兩面想保持高溫差也是很困難的。這就像將電熱管浸入冷水中，其表面也無法與水溫相同是同一道理。而且，低溫差對流，在液體中傳導速度更慢。
另外，如果用水和油進行冷卻，就像現在所有的這類冷卻體系一樣，必然需要循環(huán)散熱機制，要不然水溫或油溫就會逐步上升。
你在市面上買一塊電制冷片，用手拈著其兩面然后加電，只要幾秒鐘，熱端就會達到燙手的程度，可見其發(fā)熱密度之大。

溫差發(fā)電之所以被質疑是許多人將其看成是“永動機”

數年前，許多人還在對溫差發(fā)電半導體的論證大加討伐，沒想到今天溫差發(fā)電卻已經變成了事實。而且形成了像利用水的落差能一樣利用溫差能的活生生的事實。自然界中溫差循環(huán)渠道之廣，循環(huán)速度之快無疑形成了溫差發(fā)電的令人不可置信的能量獲取效益。其簡單到幾乎不能再簡單。只比燃燒復雜了那么一點點。它令人真正感受到了“取之不盡，用之不絕”的震撼。

 3，汽車尾氣熱電轉換裝置。

目前，內燃機將燃燒所產生的能量百分之50以上轉換為熱并排除到大氣環(huán)境中。汽車發(fā)動機的尾氣溫度高達350攝氏度以上，大馬力發(fā)動機的溫度更高。另外，車在行使時能造成很強的氣流，這樣就能提供很好的溫差條件，十分有利于固態(tài)熱電裝置的使用。根據目前實驗數據估計，用發(fā)動機尾氣發(fā)電，完全可以提供汽車，包括冷氣（改為電制冷系統(tǒng)）的供電要求。這就能減少發(fā)動機的負荷，增加行駛動力。甚至可以將多余的電儲存到蓄電池中，供其它用途。這個裝置已經完成了基本的技術原理設計。目前，正在制作實用構件，并安裝到汽車上進行實際應用測試。

4,極地發(fā)電裝置

目前，我們開發(fā)的超低溫非相變熱管已經通過了實用檢驗。這就為極地溫差發(fā)電提供了必要的條件。
極地環(huán)境溫度低，自然形成了很大的溫差，所以能更高效地提供更大的發(fā)電量。有條件的地方還可以利用海水和氣溫的溫差作為輔助發(fā)電能量，這樣就更加節(jié)省用于發(fā)電的燃料了。而且，燃料可以改為污染低的天然氣。
希望在不久的將來，長城站和中山站能在世界上首先使用這種高效環(huán)保的溫差發(fā)電裝置。

這是我們前年試驗的一種,農村用電是不多,所以交電費也很少,加上其它輔助設備會很貴,可能不會有很多人來購買的.
"一個鄉(xiāng)村普通家庭，只要有200瓦/時的電量就很夠用了。這樣，如果40*40mm的發(fā)電片有60攝氏度的溫差，只需要20片左右的半導體發(fā)電片就夠了。如果有100攝氏度的溫差，12片左右也就夠了。"
12片就得1000塊,加上逆變等輔助設備誰會花二千多買這個東西?何況100度的溫差還不容易解決.
精神值得敬佩!相信會在不遠的將來取得成功!

發(fā)電片的價格是可以通過增加產量或改進生產技術來解決的。即便是現在的價格也會比太陽能發(fā)電或者其他發(fā)電模式便宜的多，而且具有長期節(jié)能以及多種環(huán)保和可持續(xù)利用功效。逆變機制也可以通過將照明與電器分別供電而得到解決。即使用低壓節(jié)能半導體光源。將來還可以將電器改為直流低壓供電體系等來解決。就是利用現有的逆變電設備，在規(guī)模化生產的情況下，價格也不會太貴的。目前，我們選用的300瓦左右的逆變電器，價格就在可以接受的范圍。
你的實驗，基本上是實驗室的發(fā)電狀態(tài)。只要那盆水開了，發(fā)電量就大幅度降低。目前，我們的裝置是利用常溫空氣自然對流保持溫差的，燒多少個小時，溫差都能保持在120攝氏度左右。（常溫空氣為30-32攝氏度）

溫差發(fā)電體系的最大特點是:

一，利用環(huán)境溫度作為散熱基底溫度。也就是說，無論用什么熱源加熱，此溫差發(fā)電裝置都必須保證，發(fā)電片的低溫面不高于環(huán)境溫度20-30度，也就是說必須以自然對流的模式保證發(fā)電片的兩面溫差不小于100-120攝氏度。
二，在利用環(huán)境溫差時，可以盡可能大地保持溫差值。比如，白天陽光下的沙漠地表溫度可能高于100攝氏度，但沙漠上方流動的空氣只有40-50攝氏度；傍晚，沙子的散熱比空氣慢，沙與空氣間就存在一個加大的溫差，在太陽下山后的一段時間內應該不小于50攝氏度；我們的裝置可以輕易地在長距離（不低于20米），大面積（相對無限）散熱裝置上保持80%以上的溫差值。也就是說如果在二十米距離內有50攝氏度的溫差，我們的裝置可以保證40攝氏度的溫差值。
三，如果像太陽能發(fā)電那樣利用太陽熱能發(fā)電，其裝置并不比太陽能電池板大多少。特別是在海邊，山區(qū)或其他存在自然空氣流動，即有風的地方，這樣的設備會更小。

自然溫差利用，只是溫差發(fā)電的一個完全不需燃料的能源利用模式，并不是溫差利用的全部。這里提到這一點只是說明，我們的導熱裝置可以使溫差發(fā)電進入到這樣的更加高難和廣闊的程度。