2024 Författare: Beatrice Philips | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-16 05:21
Värmekraftverk är erkända i världen som det billigaste alternativet för att generera energi. Men det finns ett alternativ till denna metod, som är miljövänlig - termoelektriska generatorer (TEG).
Vad det är?
En termoelektrisk generator är en enhet vars uppgift är att omvandla värmeenergi till elektricitet med hjälp av ett system av termiska element.
Begreppet "termisk" energi i detta sammanhang tolkas inte helt korrekt, eftersom värme bara betyder ett sätt att omvandla denna energi.
TEG är ett termoelektriskt fenomen som först illustrerades av den tyska fysikern Thomas Seebeck på 20 -talet av 1800 -talet . Resultatet av Seebecks forskning tolkas som elektrisk resistans i en krets av två olika material, men hela processen fortsätter bara beroende på temperaturen.
Anordning och funktionsprincip
Funktionsprincipen för en termoelektrisk generator, eller, som det också kallas, en värmepump, är baserad på omvandling av värmeenergi till elektrisk energi med hjälp av termiska element i halvledare, som är parallellkopplade eller i serie.
Under forskningen skapades en helt ny Peltier -effekt av en tysk forskare , vilket indikerar att helt olika material hos halvledare under lödning gör det möjligt att detektera temperaturskillnaden mellan deras sidopunkter.
Men hur förstår du hur detta system fungerar? Allt är ganska enkelt, ett sådant koncept är baserat på en viss algoritm: när ett av elementen kyls och det andra värms upp, får vi energin av ström och spänning. Huvuddragen som skiljer just denna metod från resten är att alla typer av värmekällor kan användas här ., inklusive en nyligen avstängd spis, lampa, eld eller till och med en kopp med bara hällt te. Tja, kylelementet är oftast luft eller vanligt vatten.
Hur fungerar dessa termiska generatorer? De består av speciella termiska batterier, som är tillverkade av ledarmaterial, och värmeväxlare med olika temperaturer i termopilkorsningarna.
Det elektriska kretsschemat ser ut så här: termoelement av halvledare, rektangulära ben med konduktivitet av n- och p-typ, anslutna plattor av kalla och heta legeringar, samt hög belastning.
Bland de positiva aspekterna av den termoelektriska modulen noteras möjligheten att använda absolut under alla förhållanden ., inklusive på vandringar, och dessutom enkel transport. Dessutom finns det inga rörliga delar i dem, som tenderar att slits ut snabbt.
Och nackdelarna inkluderar långt ifrån låg kostnad, låg effektivitet (cirka 2-3%), liksom vikten av en annan källa som ger ett rationellt temperaturfall.
Det ska noteras att forskare arbetar aktivt med utsikterna för att förbättra och eliminera alla fel för att få energi på detta sätt … Experiment och forskning pågår för att utveckla de mest effektiva termiska batterierna som hjälper till att öka effektiviteten.
Det är dock ganska svårt att avgöra hur optimalt dessa alternativ är, eftersom de enbart baseras på praktiska indikatorer, utan att ha en teoretisk grund.
Med tanke på alla brister, nämligen otillräckliga material för termoplastlegeringar, är det ganska svårt att tala om ett genombrott inom en snar framtid.
Det finns en teori om att fysiker i detta skede kommer att använda en teknologiskt ny metod för att ersätta legeringar med mer effektiva, separat med införandet av nanoteknik . Dessutom är det möjligt att använda icke-traditionella källor. Så vid University of California genomfördes ett experiment där termiska batterier ersattes med en syntetiserad artificiell molekyl, som fungerade som bindemedel för guldmikroskopiska halvledare. Enligt de utförda experimenten blev det klart att bara tiden kommer att utvisa effektiviteten av den aktuella forskningen.
Typöversikt
Beroende på metoder för att generera el, värmekällor och alla termoelektriska generatorer är av flera typer beroende på vilka typer av konstruktionselement som är inblandade.
Bränsle . Värme erhålls från förbränning av bränsle, vilket är kol, naturgas och olja, samt värme som erhålls genom förbränning av pyrotekniska grupper (checkers).
Atomiska termoelektriska generatorer , där källan är värmen i en atomreaktor (uran-233, uran-235, plutonium-238, torium), är ofta här en termisk pump det andra och tredje omvandlingssteget.
Solgeneratorer generera värme från solkommunikatorer som är kända för oss i vardagen (speglar, linser, värmerör).
Återvinningsanläggningar genererar värme från alla möjliga källor, vilket resulterar i utsläpp av spillvärme (avgaser och rökgaser etc.).
Radioisotop värme erhålls genom sönderfall och splittring av isotoper, denna process kännetecknas av okontrollerbarheten i själva splittringen, och resultatet är elementernas halveringstid.
Gradient termoelektriska generatorer är baserade på temperaturskillnaden utan yttre störningar: mellan miljön och försöksplatsen (specialutrustad utrustning, industriella rörledningar, etc.) med den ursprungliga startströmmen. Den givna typen av termoelektrisk generator användes med utnyttjande av den elektriska energi som erhållits från Seebeck-effekten för omvandling till termisk energi enligt Joule-Lenz-lagen.
Ansökningar
På grund av deras låga effektivitet används termoelektriska generatorer i stor utsträckning där det inte finns andra alternativ för energikällor, liksom under processer med betydande värmebrist.
Vedspisar med elektrisk generator
Denna enhet kännetecknas av närvaron av en emaljerad yta, en energikälla, inklusive en värmare. Kraften hos en sådan enhet kan räcka för att ladda en mobil enhet eller andra enheter som använder cigarettändaruttaget för bilar . Baserat på parametrarna kan man dra slutsatsen att generatorn kan fungera utan normala förhållanden, nämligen utan närvaro av gas, värmesystem och elektricitet.
Industriella termoelektriska generatorer
BioLite har presenterat en ny modell för vandring - en bärbar spis som inte bara värmer upp mat utan också laddar din mobila enhet. Allt detta är möjligt tack vare den termoelektriska generator som är inbyggd i denna enhet.
Denna enhet kommer perfekt att tjäna dig på vandringar, fiske eller var som helst fjärran från alla förhållanden i modern civilisation. BioLite -generatorns arbete kännetecknas av förbränning av bränsle, som i följd överförs längs väggarna och genererar elektricitet. Den resulterande elen gör att du kan ladda telefonen eller tända lysdioden.
Radioisotop termoelektriska generatorer
I dem är energikällan värme, som bildas som ett resultat av nedbrytning av mikroelement. De behöver en konstant bränsleförsörjning, så de har överlägsenhet gentemot andra generatorer . Men deras betydande nackdel är att det under drift är nödvändigt att iaktta säkerhetsregler, eftersom det finns strålning från joniserade material.
Trots att lanseringen av sådana generatorer kan vara farlig, inklusive för miljösituationen, är deras användning ganska vanlig. Till exempel, deras förfogande är möjligt inte bara på jorden, utan också i rymden . Det är känt att radioisotopgeneratorer används för att ladda navigationssystem, oftast på platser där det inte finns några kommunikationssystem.
Termiska spårelement
Värmebatterier fungerar som omvandlare, och deras konstruktion består av elektriska mätinstrument kalibrerade i Celsius. Felet i sådana enheter är vanligtvis lika med 0,01 grader . Men det bör noteras att dessa enheter är konstruerade för användning inom intervallet från minimilinjen för absolut noll till 2000 grader Celsius.
Termiska kraftgeneratorer har nyligen vunnit stor popularitet när de arbetar på svåråtkomliga platser som helt saknar kommunikationssystem. Dessa platser inkluderar Space, där dessa enheter alltmer används som alternativa strömförsörjningar ombord på rymdfarkoster.
I samband med utvecklingen av vetenskapliga och tekniska framsteg, liksom fördjupad forskning inom fysik, blir användningen av termoelektriska generatorer i fordon för återvinning av värmeenergi populärare för att bearbeta ämnen som utvinns från avgassystemen i bilar.
Rekommenderad:
Krossad Skärm: Mobila Vibrerande Skärmar På Larvspår Och Andra Typer, Modellen För Modeller För Att Separera Krossad Sten Från Sopor Och Principen För Deras Användning
Vad är en krossad skärm? Hur är det med mobilcrawler -vibrationsskärmar och annan typ av sådan utrustning? Vad är principen för deras arbete och hur gör man rätt val?
Hydrauliska Pressar (43 Bilder): Manuella Modeller Med Manometer Och Principen För Deras Användning, Andra Typer. Vad är Det Och Hur Fungerar Pressen? Deras Enhet
Hydrauliska pressar: manuella modeller med manometer och principen för deras användning, andra typer. Vad är det och hur fungerar pressen?
Muddrar För Rengöring Av Reservoarer (20 Bilder): Minimuddrar För Dammar Och Andra, Principen För Drift Och Rengöring Av Reservoarer, "Neptune" Och Andra Märken
Muddrar för rengöring av behållare: enhet och driftsprincip. Minimuddrar för dammar "Krabba", "Neptunus" och andra. Hur utförs rengöring av reservoarer med en muddermaskin? Varför ska dammar och sjöar rengöras alls?
Mini Vindgeneratorer: Att Välja En Liten Vindgenerator För Ditt Hem, Principen För Drift Och Enhet
Vad är mini vindkraftverk? Vad är deras princip för drift och struktur? Hur väljer man en liten vindgenerator? Vad ska du leta efter när du väljer en generator för ditt hem?
Slagnyckel: Elektriska Och Pneumatiska Nätverksmodeller För 220 Och 380 Volt, Last- Och Vinkelsorter, Principen För Drift Av En Professionell Enhet
Moderna slagnycklar finns i olika utföranden. Skillnaden mellan dem är inte bara i anslutningsmetoderna, utan också i den grundläggande fyllningen. Vilken modell ska du välja? Vad är speciellt med 220 och 380 volt elektriska och pneumatiska nätverksenheter?
