基于ANSYS的温差发电系统设计分析

陈秋燕,郭明山,李晓波,刘娅琼,陆 颖,王越鸿,刘天阳,姜小鑫,张建峰,张晓晨

(1.上海船用柴油机研究所，上海 200090；2. 船舶与海洋工程动力系统国家工程实验室，上海 200090)

1 引言

在环境污染不断加剧的严峻形势下，节能环保需求日趋突出，如何在绿色环保的前提下更加高效地利用能源是当前关注的热点。我国是世界航运大国，2019年我国造船量占世界总造船量的42.8%，手持订单量世界第一，船舶柴油机作为船舶动力系统核心部件在工作中会释放大量的热，这些热量往往没有经过回收利用就被释放掉了，不仅不利于散热，而且浪费了能源[1]。

本文主要以WHM6460C550-5型柴油机为研究对象，基于大功率柴油机能量综合利用技术研究及验证项目，对排气余热温差热电转换技术进行研究和验证，提出合理的排气余热温差热电转换关键技术和系统集成技术方案，保证较高的温差热电转换效率，提高柴油机排气余热利用率。

2 柴油机温差热电系统

2.1 柴油机输入参数

以实验室WHM6460C550-5型柴油机为对象，开展了蓄热式温差热电系统研究，柴油机参数见表1。

表1 柴油机温差热电设计输入参数

2.2 温差热电系统设计

图1为柴油机温差热电系统示意图，柴油机排气源产生的高温烟气进入集成蓄热式热能管理与热电转换模块，由于温差作用而在温差热电片系统中产生的电能通过电源管理模块进行功率调节并存储于蓄电池中；做完功后的烟气通过排气管进入烟囱。

图1 温差热电系统