Fitur generator termoelektrik

Pembangkit listrik termal diakui di dunia sebagai pilihan termurah untuk menghasilkan energi. Tetapi ada alternatif untuk metode ini, yang ramah lingkungan - generator termoelektrik (TEG).

Generator termoelektrik adalah perangkat yang tugasnya mengubah energi panas menjadi listrik dengan menggunakan sistem elemen termal.

Konsep energi "termal" dalam konteks ini ditafsirkan tidak sepenuhnya benar, karena panas hanya berarti metode untuk mengubah energi ini.

TEG adalah fenomena termoelektrik yang pertama kali diilustrasikan oleh fisikawan Jerman Thomas Seebeck pada tahun 1920-an. Hasil penelitian Seebeck diinterpretasikan sebagai hambatan listrik pada rangkaian dua bahan yang berbeda, tetapi keseluruhan proses berlangsung hanya bergantung pada suhu.

Prinsip pengoperasian generator termoelektrik, atau disebut juga pompa kalor, didasarkan pada konversi energi panas menjadi energi listrik menggunakan elemen semikonduktor termal yang dihubungkan secara paralel atau seri.

Selama penelitian, efek Peltier yang sama sekali baru diciptakan oleh seorang ilmuwan Jerman., yang menunjukkan bahwa bahan semikonduktor yang sama sekali berbeda selama penyolderan memungkinkan untuk mendeteksi perbedaan suhu antara titik sisinya.

Tapi bagaimana Anda memahami bagaimana sistem ini bekerja? Semuanya cukup sederhana, konsep seperti itu didasarkan pada algoritma tertentu: ketika salah satu elemen didinginkan dan yang lainnya dipanaskan, maka kita mendapatkan energi arus dan tegangan. Fitur utama yang membedakan metode khusus ini dari yang lain adalah bahwa semua jenis sumber panas dapat digunakan di sini., termasuk kompor yang baru saja dimatikan, lampu, api, atau bahkan cangkir yang hanya berisi teh. Nah, elemen pendingin yang paling sering adalah udara atau air biasa.

Bagaimana generator termal ini diatur? Mereka terdiri dari baterai termal khusus, yang terbuat dari bahan konduktor, dan penukar panas dengan suhu heterogen dari sambungan thermopile.

Diagram rangkaian listriknya adalah sebagai berikut: termokopel semikonduktor, kaki persegi panjang tipe n dan p, pelat berikat paduan dingin dan panas, dan beban tinggi.

Di antara aspek positif dari modul termoelektrik, kemampuan untuk menggunakannya dalam semua kondisi benar-benar dicatat., termasuk dalam kampanye, dan selain kemudahan transportasi. Selain itu, mereka tidak memiliki bagian yang bergerak yang cenderung cepat aus.

Dan kerugiannya antara lain jauh dari biaya rendah, efisiensi rendah (sekitar 2-3%), serta pentingnya sumber lain yang akan memberikan perbedaan suhu yang rasional.

Perlu dicatat bahwa para ilmuwan secara aktif bekerja pada prospek untuk meningkatkan dan menghilangkan semua kesalahan dalam memperoleh energi dengan cara ini. Eksperimen dan penelitian sedang berlangsung untuk mengembangkan baterai termal paling efisien yang akan membantu meningkatkan nilai efisiensi.

Namun, cukup sulit untuk menentukan optimalitas opsi ini, karena hanya didasarkan pada indikator praktis, sementara tidak memiliki pembenaran teoretis.

Ada teori bahwa pada tahap ini, fisikawan akan menggunakan metode teknologi baru untuk mengganti paduan dengan yang lebih efisien, secara terpisah dengan pengenalan nanoteknologi. Selain itu, dimungkinkan untuk menggunakan sumber non-tradisional. Jadi, percobaan dilakukan di University of California, di mana baterai termal diganti dengan molekul buatan yang disintesis, yang bertindak sebagai bahan pengikat untuk semikonduktor mikroskopis emas. Menurut percobaan, menjadi jelas bahwa hanya waktu yang akan menunjukkan keefektifan penelitian saat ini.

Tergantung pada metode menghasilkan listrik, sumber panas, serta Tergantung pada jenis elemen struktural yang terlibat, semua generator termoelektrik datang dalam beberapa jenis.

Bahan bakar. Mereka menerima panas dari pembakaran bahan bakar, yaitu batu bara, gas alam dan minyak, serta panas yang diperoleh dari pembakaran kelompok piroteknik (checker).

Generator termoelektrik nuklir, di mana sumbernya adalah panas reaktor nuklir (uranium-233, uranium-235, plutonium-238, thorium), seringkali di sini pompa termal adalah tahap transformasi kedua dan ketiga.

generator surya membentuk panas dari komunikator surya yang kita kenal dalam kehidupan sehari-hari (cermin, lensa, pipa panas).

Pabrik pemanfaatan menghasilkan panas dari berbagai sumber, sebagai akibatnya panas buangan dilepaskan (gas buang dan buang, dll.).

radioisotop menerima panas dengan peluruhan dan fisi isotop, proses ini ditandai dengan fisi yang tidak terkendali itu sendiri, dan hasilnya adalah waktu paruh elemen.

Generator termoelektrik gradien didasarkan pada perbedaan suhu tanpa gangguan dari luar: antara lingkungan dan tempat percobaan (peralatan yang dilengkapi khusus, pipa industri, dll.) menggunakan arus awal awal. Jenis generator termoelektrik yang diberikan digunakan dengan pemanfaatan energi listrik yang diterima dari efek Seebeck untuk konversi menjadi energi panas menurut hukum Joule-Lenz.

Karena efisiensinya yang rendah, generator termoelektrik banyak digunakan di mana tidak ada pilihan sumber energi lain yang tersedia, dan selama proses dengan kekurangan panas yang signifikan.

Perangkat ini ditandai dengan adanya permukaan berenamel, sumber listrik, termasuk pemanas. Kekuatan perangkat tersebut mungkin cukup untuk mengisi daya perangkat seluler atau perangkat lain menggunakan soket pemantik rokok di mobil. Berdasarkan parameter tersebut, dapat disimpulkan bahwa generator dapat bekerja tanpa kondisi biasa, yaitu tanpa adanya gas, sistem pemanas dan listrik.

BioLite telah memperkenalkan model baru untuk hiking - kompor portabel yang tidak hanya memanaskan makanan, tetapi juga mengisi daya perangkat seluler Anda. Semua ini dimungkinkan berkat generator termoelektrik yang terpasang di perangkat ini.

Di dalamnya, sumber energi adalah panas, yang terbentuk sebagai hasil dari pemecahan elemen jejak. Mereka membutuhkan pasokan bahan bakar yang konstan, sehingga mereka memiliki keunggulan dibandingkan generator lain. Namun, kelemahan signifikan mereka adalah bahwa selama operasi perlu untuk mengikuti aturan keselamatan, karena radiasi dari bahan terionisasi terjadi.

Terlepas dari kenyataan bahwa peluncuran generator semacam itu bisa berbahaya, termasuk untuk situasi lingkungan, penggunaannya cukup umum. Sebagai contoh, pembuangan mereka dimungkinkan tidak hanya di Bumi, tetapi juga di luar angkasa. Diketahui bahwa generator radioisotop digunakan untuk mengisi sistem navigasi, paling sering di tempat-tempat di mana tidak ada sistem komunikasi.

Thermobatteries bertindak sebagai konverter, dan desainnya terdiri dari alat ukur listrik yang dikalibrasi dalam Celcius. Kesalahan pada perangkat tersebut biasanya sama dengan 0,01 derajat. Tetapi perlu dicatat bahwa perangkat ini dirancang untuk digunakan dalam kisaran dari garis minimum nol mutlak dan hingga 2000 derajat Celcius.

Sehubungan dengan perkembangan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, serta penelitian mendalam di bidang fisika, penggunaan generator termoelektrik pada kendaraan untuk memulihkan energi panas semakin populer untuk memproses zat yang diekstraksi dari sistem pembuangan mobil.

Video berikut memberikan ikhtisar tentang generator listrik termal modern untuk kenaikan energi BioLite di mana-mana.