Mga tampok ng thermoelectric generator

Ang mga thermal power plant ay kinikilala sa mundo bilang ang pinakamurang opsyon para sa pagbuo ng enerhiya. Ngunit mayroong isang alternatibo sa pamamaraang ito, na kung saan ay environment friendly - thermoelectric generators (TEG).

Ang thermoelectric generator ay isang aparato na ang gawain ay i-convert ang thermal energy sa kuryente sa pamamagitan ng paglalapat ng isang sistema ng mga thermal elements.

Ang konsepto ng "thermal" na enerhiya sa kontekstong ito ay hindi ganap na binibigyang kahulugan, dahil ang init ay nangangahulugan lamang ng isang paraan ng pag-convert ng enerhiya na ito.

Ang TEG ay isang thermoelectric phenomenon na unang inilarawan ng German physicist na si Thomas Seebeck noong 20s ng ika-19 na siglo. Ang resulta ng pananaliksik ni Seebeck ay binibigyang kahulugan bilang electrical resistance sa isang circuit ng dalawang magkaibang materyales, ngunit ang buong proseso ay nagpapatuloy lamang depende sa temperatura.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang thermoelectric generator, o, bilang tinatawag ding heat pump, ay batay sa conversion ng enerhiya ng init sa elektrikal na enerhiya gamit ang mga thermal elemento ng semiconductors, na konektado sa parallel o sa serye.

Sa panahon ng pananaliksik, isang ganap na bagong epekto ng Peltier ang nilikha ng isang siyentipikong Aleman, na nagpapahiwatig na ang ganap na magkakaibang mga materyales ng semiconductors sa panahon ng paghihinang ay ginagawang posible upang makita ang pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng kanilang mga lateral point.

Ngunit paano mo naiintindihan kung paano gumagana ang sistemang ito? Ang lahat ay medyo simple, ang gayong konsepto ay batay sa isang tiyak na algorithm: kapag ang isa sa mga elemento ay pinalamig, at ang isa ay pinainit, pagkatapos ay nakuha namin ang enerhiya ng kasalukuyang at boltahe. Ang pangunahing tampok na nagpapakilala sa partikular na pamamaraang ito mula sa iba ay ang lahat ng uri ng mga pinagmumulan ng init ay maaaring gamitin dito., kabilang ang isang kamakailang pinatay na kalan, lampara, apoy o kahit isang tasa na may lamang ibinuhos na tsaa. Buweno, ang elemento ng paglamig ay kadalasang hangin o ordinaryong tubig.

Paano gumagana ang mga thermal generator na ito? Binubuo ang mga ito ng mga espesyal na thermal na baterya, na ginawa mula sa mga materyales ng konduktor, at mga heat exchanger ng hindi magkatulad na temperatura ng mga thermopile junction.

Ang diagram ng electrical circuit ay ganito: thermocouples ng semiconductors, rectangular legs ng n- at p-type na conductivity, konektado na mga plato ng malamig at mainit na haluang metal, pati na rin ang mataas na pagkarga.

Kabilang sa mga positibong aspeto ng thermoelectric module, ang posibilidad ng paggamit ng ganap sa lahat ng mga kondisyon ay nabanggit., kabilang ang mga pag-hike, at bukod pa, kadalian ng transportasyon. Bukod dito, wala silang mga gumagalaw na bahagi na malamang na mapudpod nang mabilis.

At ang mga disadvantages ay kinabibilangan ng malayo mula sa mababang gastos, mababang kahusayan (humigit-kumulang 2-3%), pati na rin ang kahalagahan ng isa pang mapagkukunan na magbibigay ng isang nakapangangatwiran na pagbaba ng temperatura.

Dapat ito ay nabanggit na Ang mga siyentipiko ay aktibong nagtatrabaho sa mga prospect para sa pagpapabuti at pag-aalis ng lahat ng mga pagkakamali sa pagkuha ng enerhiya sa ganitong paraan... Ang eksperimento at pagsasaliksik ay patuloy na gumagawa ng pinakamabisang thermal batteries na makakatulong sa pagtaas ng kahusayan.

Gayunpaman, sa halip mahirap matukoy ang pinakamainam ng mga pagpipiliang ito, dahil ang mga ito ay batay lamang sa mga praktikal na tagapagpahiwatig, nang walang pagkakaroon ng isang teoretikal na batayan.

Mayroong isang teorya na sa kasalukuyang yugto ang mga physicist ay gagamit ng isang teknolohikal na bagong paraan ng pagpapalit ng mga haluang metal sa mga mas mahusay, nang hiwalay sa pagpapakilala ng nanotechnology. Bukod dito, posible ang opsyon ng paggamit ng mga hindi tradisyonal na mapagkukunan. Kaya, sa Unibersidad ng California, isang eksperimento ang isinagawa kung saan ang mga thermal na baterya ay pinalitan ng isang synthesized artificial molecule, na nagsisilbing binder material para sa gold microscopic semiconductors. Ayon sa mga eksperimento, naging malinaw na oras lamang ang magsasabi sa pagiging epektibo ng kasalukuyang pananaliksik.

Depende sa mga paraan ng pagbuo ng kuryente, mga pinagmumulan ng init, at lahat ng mga thermoelectric generator ay may ilang uri depende sa mga uri ng structural elements na kasangkot.

panggatong. Ang init ay nakuha mula sa pagkasunog ng gasolina, na kung saan ay karbon, natural na gas at langis, pati na rin ang init na nakuha sa pamamagitan ng pagkasunog ng mga pyrotechnic group (checkers).

Mga generator ng atomic thermoelectrickung saan ang pinagmulan ay ang init ng isang atomic reactor (uranium-233, uranium-235, plutonium-238, thorium), madalas dito ang isang thermal pump ay ang pangalawa at pangatlong yugto ng conversion.

Mga generator ng solar makabuo ng init mula sa mga solar communicator na kilala natin sa pang-araw-araw na buhay (salamin, lente, heat pipe).

Ang mga halamang nagre-recycle ay gumagawa ng init mula sa lahat ng uri ng pinagmumulan, na nagreresulta sa paglabas ng mga basurang init (mga tambutso at tambutso na gas, atbp.).

Radioisotope ang init ay nakuha sa pamamagitan ng pagkabulok at paghahati ng isotopes, ang prosesong ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng hindi makontrol ng paghahati mismo, at ang resulta ay ang kalahating buhay ng mga elemento.

Mga gradient na thermoelectric generator ay batay sa pagkakaiba ng temperatura nang walang anumang panghihimasok sa labas: sa pagitan ng kapaligiran at ng lugar ng eksperimento (espesyal na kagamitang kagamitan, mga pipeline ng industriya, atbp.) gamit ang paunang panimulang kasalukuyang. Ang ibinigay na uri ng thermoelectric generator ay ginamit sa paggamit ng elektrikal na enerhiya na nakuha mula sa Seebeck effect para sa conversion sa thermal energy ayon sa batas ng Joule-Lenz.

Dahil sa kanilang mababang kahusayan, ang mga thermoelectric generator ay malawakang ginagamit kung saan walang iba pang mga pagpipilian para sa mga mapagkukunan ng enerhiya, pati na rin sa panahon ng mga proseso na may makabuluhang mga kakulangan sa init.

Ang aparatong ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang enamelled na ibabaw, isang mapagkukunan ng kuryente, kabilang ang isang pampainit. Maaaring sapat na ang kapangyarihan ng naturang device para mag-charge ng mobile device o iba pang device gamit ang car cigarette lighter socket. Batay sa mga parameter, maaari nating tapusin na ang generator ay may kakayahang gumana nang walang normal na mga kondisyon, ibig sabihin, nang walang pagkakaroon ng gas, sistema ng pag-init at kuryente.

Nagpakita ang BioLite ng bagong modelo para sa hiking - isang portable stove na hindi lamang magpapainit ng pagkain, ngunit sisingilin din ang iyong mobile device. Ang lahat ng ito ay posible salamat sa thermoelectric generator na binuo sa device na ito.

Sa kanila, ang pinagmumulan ng enerhiya ay init, na nabuo bilang isang resulta ng pagkasira ng mga microelement. Kailangan nila ng patuloy na supply ng gasolina, kaya mayroon silang higit na kahusayan sa iba pang mga generator. Gayunpaman, ang kanilang makabuluhang kawalan ay sa panahon ng operasyon kinakailangan na obserbahan ang mga panuntunan sa kaligtasan, dahil mayroong radiation mula sa mga ionized na materyales.

Sa kabila ng katotohanan na ang paglulunsad ng naturang mga generator ay maaaring mapanganib, kabilang ang para sa sitwasyon sa kapaligiran, ang kanilang paggamit ay medyo karaniwan. Halimbawa, ang kanilang pagtatapon ay posible hindi lamang sa Earth, kundi pati na rin sa kalawakan. Alam na ang mga radioisotope generator ay ginagamit upang singilin ang mga sistema ng nabigasyon, kadalasan sa mga lugar kung saan walang mga sistema ng komunikasyon.

Ang mga thermal na baterya ay nagsisilbing mga converter, at ang kanilang disenyo ay binubuo ng mga instrumento sa pagsukat ng elektrikal na naka-calibrate sa Celsius. Ang error sa mga naturang device ay karaniwang katumbas ng 0.01 degrees. Ngunit dapat tandaan na ang mga aparatong ito ay idinisenyo para sa paggamit sa hanay mula sa minimum na linya ng absolute zero hanggang 2000 degrees Celsius.

Kaugnay ng pag-unlad ng siyentipiko at teknolohikal na pag-unlad, pati na rin ang malalim na pananaliksik sa pisika, ang paggamit ng mga thermoelectric generator sa mga sasakyan para sa pagbawi ng enerhiya ng init ay nakakakuha ng katanyagan upang maproseso ang mga sangkap na nakuha mula sa mga sistema ng tambutso ng mga sasakyan.

Ang sumusunod na video ay nagbibigay ng pangkalahatang-ideya ng modernong thermal electricity generator para sa pag-hiking ng BioLite na enerhiya sa lahat ng dako.