进入21世纪以来,在国际社会大环境下,我国社会呈现蓬勃向上的冲击力,但污染问题仍然制约人类进一步发展。生产制造类企业生产过程存在大量未被利用的热能,利用温差发电技术可以对低品位能源进行有效的回收利用。本论文依据现有的温差发电技术原理及其应用,对温差发电模块进行了理论建模分析和实验探究,通过分析具体案例总结可以提高温差发电效率的方法途径。在理论建模方面,本文在热电理论的基础上,就当前温差发电模型中存在的忽略外界热交换效益或者忽略汤姆逊效应等问题,建立了优化条件下的数学模型。在建模时考虑到外界温度和换热系数、陶瓷面的接触电阻和热阻,并使用有限容积法划分材料容积最终优化温差发电组件电偶臂的温度,最终得到将外界因素影响考虑在内的温差发电组件数学模型。后续环节采用ANSYS仿真软件建立三维模型并进行热电耦合分析,分析单个热电组件单元的因素对热电特性的影响。仿真优化温差发电组件,分析接触效应对热电转换效率的影响。结果表明在文中的冷热端温度下,当不考虑接触效应时,最大热电转换效率分别为：9.67%、9.11%、8.40%,当考虑接触效应时最大转换效率分别减小到8.33%、7.87%、7.11%,效率减小了大概13%-15%。通过实际项目仿真分析,证明了温差发电技术在余热回收系统中的可行性。在实验探究方面,本文设计了循环水系统作为冷却系统的温差发电实验装置。实验对比了不同的冷却方式并得到循环水冷为最佳冷却方式。实验系统中,通过改变工况进行对温差发电组件的研究分析,获得了可靠数据。通过对负载变化和温差变化下温差发电组件输出电压、输出功率和热电转换效率的变化曲线总结一系列改变外界条件下温差发电组件的运行规律。通过实验数据和利用公式计算得到数据的对比,验证了结论的正确性。在实验过程中还分析了不同连接方式下温差发电系统的内阻特性、电势特性和输出特性等,得出了通过内阻判断实际应用中选择串联或者并联的结论,为在工业生产余热回收系统中大量使用合适的温差发电组件提供了理论指导和某些适用的可行方法。