2024 Autors: Beatrice Philips | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 05:50
Termoelektrostacijas pasaulē ir atzītas par lētāko enerģijas ražošanas iespēju. Bet šai videi draudzīgai metodei ir alternatīva - termoelektriskie ģeneratori (TEG).
Kas tas ir?
Termoelektriskais ģenerators ir ierīce, kuras uzdevums ir pārvērst siltumenerģiju elektrībā, izmantojot termisko elementu sistēmu.
"Siltumenerģijas" jēdziens šajā kontekstā tiek interpretēts ne visai pareizi, jo siltums nozīmē tikai šīs enerģijas pārveidošanas metodi.
TEG ir termoelektriskā parādība, kuru pirmo reizi ilustrēja vācu fiziķis Tomass Zēbeks 19. gadsimta 20. gados . Seebeka pētījuma rezultāts tiek interpretēts kā elektriskā pretestība divu dažādu materiālu ķēdē, bet viss process norit tikai atkarībā no temperatūras.
Ierīce un darbības princips
Termoelektriskā ģeneratora vai, kā to mēdz dēvēt, arī siltumsūkņa, darbības princips ir balstīts uz siltumenerģijas pārvēršanu elektroenerģijā, izmantojot pusvadītāju termoelementus, kas ir savienoti paralēli vai virknē.
Pētījumu gaitā vācu zinātnieks radīja pilnīgi jaunu Peltjē efektu , kas norāda, ka pilnīgi atšķirīgi pusvadītāju materiāli lodēšanas laikā ļauj noteikt temperatūras atšķirības starp to sānu punktiem.
Bet kā jūs saprotat, kā šī sistēma darbojas? Viss ir pavisam vienkāršs, šāda jēdziena pamatā ir noteikts algoritms: kad viens no elementiem tiek atdzesēts, bet otrs tiek uzkarsēts, tad mēs iegūstam strāvas un sprieguma enerģiju. Galvenā iezīme, kas atšķir šo konkrēto metodi no pārējās, ir tā, ka šeit var izmantot visu veidu siltuma avotus ., ieskaitot nesen izslēgtu plīti, lampu, uguni vai pat tasi ar tikai ielej tēju. Nu, dzesēšanas elements visbiežāk ir gaiss vai parasts ūdens.
Kā šie siltuma ģeneratori darbojas? Tie sastāv no īpašām termiskām baterijām, kas izgatavotas no vadītāju materiāliem, un siltummaiņiem ar dažādu temperatūru termopilu savienojumiem.
Elektriskās shēmas shēma izskatās šādi: pusvadītāju termopāri, taisnstūra kājas ar n un p tipa vadītspēju, savienotas aukstu un karstu sakausējumu plāksnes, kā arī liela slodze.
Starp termoelektriskā moduļa pozitīvajiem aspektiem tiek atzīmēta iespēja to izmantot absolūti visos apstākļos ., tostarp pārgājienos, un turklāt ērtu transportēšanu. Turklāt tajos nav kustīgu detaļu, kurām ir tendence ātri nolietoties.
Un trūkumi ietver tālu no zemām izmaksām, zemu efektivitāti (aptuveni 2-3%), kā arī cita avota nozīmi, kas nodrošinās racionālu temperatūras kritumu.
Jāatzīmē, ka zinātnieki aktīvi strādā pie izredzēm uzlabot un novērst visas kļūdas enerģijas iegūšanā šādā veidā … Turpinās eksperimenti un pētījumi, lai izstrādātu visefektīvākās termiskās baterijas, kas palīdzēs palielināt efektivitāti.
Tomēr ir diezgan grūti noteikt šo iespēju optimālo, jo tās ir balstītas tikai uz praktiskiem rādītājiem, bez teorētiska pamata.
Ņemot vērā visus trūkumus, proti, materiālu nepiemērotību termopilu sakausējumiem, ir diezgan grūti runāt par izrāvienu tuvākajā nākotnē.
Pastāv teorija, ka pašreizējā posmā fiziķi izmantos tehnoloģiski jaunu metodi, lai aizstātu sakausējumus ar efektīvākiem, atsevišķi ieviešot nanotehnoloģijas . Turklāt ir iespēja izmantot netradicionālus avotus. Tātad Kalifornijas universitātē tika veikts eksperiments, kurā termiskās baterijas tika aizstātas ar sintezētu mākslīgo molekulu, kas darbojās kā zelta mikroskopisko pusvadītāju saistviela. Saskaņā ar veiktajiem eksperimentiem kļuva skaidrs, ka tikai laiks rādīs pašreizējo pētījumu efektivitāti.
Veidu pārskats
Atkarībā no elektroenerģijas ražošanas metodēm, siltuma avotiem un visi termoelektriskie ģeneratori ir vairāku veidu atkarībā no iesaistīto konstrukcijas elementu veidiem.
Degviela . Siltumu iegūst, sadedzinot degvielu, kas ir ogles, dabasgāze un nafta, kā arī siltumu, kas iegūts, sadedzinot pirotehniskās grupas (dambreti).
Atomu termoelektriskie ģeneratori , kurā avots ir atomu reaktora (urāns-233, urāns-235, plutonijs-238, torijs) siltums, bieži vien šeit siltumsūknis ir otrais un trešais konversijas posms.
Saules ģeneratori radīt siltumu no saules komunikatoriem, kas mums zināmi ikdienas dzīvē (spoguļi, lēcas, siltuma caurules).
Pārstrādes iekārtas rada siltumu no visa veida avotiem, kā rezultātā izdalās siltumenerģija (izplūdes gāzes un dūmgāzes utt.).
Radioizotops siltumu iegūst, sadaloties un sadaloties izotopos, šo procesu raksturo paša sadalīšanās nekontrolējamība, un rezultāts ir elementu pussabrukšanas periods.
Gradienta termoelektriskie ģeneratori ir balstīti uz temperatūras starpību bez jebkādas ārējas iejaukšanās: starp vidi un eksperimenta vietu (īpaši aprīkots aprīkojums, rūpnieciskie cauruļvadi utt.), izmantojot sākotnējo iedarbināšanas strāvu. Dotais termoelektriskā ģeneratora tips tika izmantots, izmantojot no Seebeka efekta iegūto elektroenerģiju, lai to pārveidotu siltumenerģijā saskaņā ar Džoula-Lenca likumu.
Lietojumprogrammas
Zemās efektivitātes dēļ tiek plaši izmantoti termoelektriskie ģeneratori kur nav citu iespēju enerģijas avotiem, kā arī procesu laikā ar ievērojamu siltuma trūkumu.
Koka krāsnis ar elektrisko ģeneratoru
Šo ierīci raksturo emaljētas virsmas klātbūtne, elektrības avots, ieskaitot sildītāju. Šādas ierīces jauda var būt pietiekama, lai uzlādētu mobilo ierīci vai citas ierīces, izmantojot automašīnu cigarešu šķiltavas ligzdu . Pamatojoties uz parametriem, var secināt, ka ģenerators spēj darboties bez normāliem apstākļiem, proti, bez gāzes, apkures sistēmas un elektrības klātbūtnes.
Rūpnieciskie termoelektriskie ģeneratori
BioLite ir prezentējis jaunu pārgājienu modeli - pārnēsājamu plīti, kas ne tikai sasildīs ēdienu, bet arī uzlādēs jūsu mobilo ierīci. Tas viss ir iespējams, pateicoties šajā ierīcē iebūvētajam termoelektriskajam ģeneratoram.
Šī ierīce lieliski kalpos pārgājienos, makšķerēšanā vai jebkur tālu no visiem mūsdienu civilizācijas apstākļiem. Ģeneratora BioLite darbu raksturo degvielas sadegšana, kas secīgi tiek pārraidīta gar sienām un rada elektrību. Iegūtā elektrība ļaus jums uzlādēt tālruni vai apgaismot LED.
Radioizotopu termoelektriskie ģeneratori
Tajos enerģijas avots ir siltums, kas veidojas mikroelementu sadalīšanās rezultātā. Viņiem ir nepieciešama pastāvīga degvielas padeve, tāpēc viņiem ir pārākums pār citiem ģeneratoriem . Tomēr to būtiskais trūkums ir tas, ka ekspluatācijas laikā ir jāievēro drošības noteikumi, jo ir jonizētu materiālu starojums.
Neskatoties uz to, ka šādu ģeneratoru palaišana var būt bīstama, tostarp vides situācijai, to izmantošana ir diezgan izplatīta. Piemēram, to iznīcināšana ir iespējama ne tikai uz Zemes, bet arī kosmosā . Ir zināms, ka radioizotopu ģeneratorus izmanto, lai uzlādētu navigācijas sistēmas, visbiežāk vietās, kur nav sakaru sistēmu.
Termiskie mikroelementi
Termiskās baterijas darbojas kā pārveidotāji, un to konstrukciju veido elektriskie mērinstrumenti, kas kalibrēti pēc Celsija. Kļūda šādās ierīcēs parasti tiek pielīdzināta 0,01 grādiem . Bet jāatzīmē, ka šīs ierīces ir paredzētas lietošanai diapazonā no minimālās absolūtās nulles līnijas līdz 2000 grādiem pēc Celsija.
Siltuma enerģijas ģeneratori pēdējā laikā ir ieguvuši plašu popularitāti, strādājot grūti pieejamās vietās, kurās nav sakaru sistēmu. Šajās vietās ietilpst Space, kur šīs ierīces arvien vairāk izmanto kā alternatīvus barošanas avotus kosmosa transportlīdzekļos.
Saistībā ar zinātnes un tehnoloģijas progresu, kā arī padziļinātiem pētījumiem fizikā, termoelektrisko ģeneratoru izmantošana transportlīdzekļos siltumenerģijas reģenerācijai kļūst arvien populārāka, lai apstrādātu vielas, kas iegūtas no automašīnas.
Ieteicams:
Hidrauliskās Preses (43 Fotoattēli): Manuālie Modeļi Ar Manometru Un To Darbības Princips, Citi Veidi. Kas Tas Ir Un Kā Darbojas Prese? Viņu Ierīce
Hidrauliskās preses: manuālie modeļi ar manometru un to darbības princips, citi veidi. Kas tas ir un kā darbojas prese?
Vienfāzes ģeneratori: Ierīce Un Darbības Princips, Savienojuma Shēma, ģeneratora Automātiskais Pārslēgšanas Slēdzis
Nestabilas barošanas problēma tiek atrisināta, uzstādot autonomu barošanas avotu, bieži tiek izmantoti vienfāzes ģeneratori. Kāda ir šādu ģeneratoru ierīce, darbības princips un savienojuma shēma?
Mini Vēja ģeneratori: Neliela Vēja ģeneratora Izvēle Jūsu Mājām, Darbības Princips Un Ierīce
Kas ir mini vēja turbīnas? Kāds ir to darbības princips un struktūra? Kā izvēlēties nelielu vēja ģeneratoru? Ko meklēt, izvēloties ģeneratoru mājām?
Sadalītās Sistēmas Darbības Princips: Ierīce. Kā Gaisa Kondicionieris Darbojas Dzesēšanai? No Kurienes Viņš ņem Gaisu? Darbības Režīmi Un Aprīkojums
Sadalītās sistēmas ierīce un darbības princips. Kā gaisa kondicionieris darbojas dzesēšanai? No kurienes viņš ņem gaisu? Pakāpenisks tā funkciju apraksts. Darba režīmi un aprīkojums
Krāsns Jauda: Enerģijas Klases Iebūvētām Elektriskām Krāsnīm. Kāds Ir Enerģijas Patēriņš Un Savienojuma Jauda? Cik Daudz Enerģijas Krāsns Patērē Stundā?
Elektriskās cepeškrāsns jauda: kas tas ir un kā jūs to zināt? Kā izvēlēties cepeškrāsni ar nepieciešamo jaudu? Padomi, kā samazināt elektroenerģijas patēriņu un ietaupīt naudu
