2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 05:35
Soojusjaamad on maailmas tunnustatud kui odavaim võimalus energia tootmiseks. Kuid sellel meetodil, mis on keskkonnasõbralik, on alternatiiv - termoelektrilised generaatorid (TEG).
Mis see on?
Termoelektriline generaator on seade, mille ülesanne on muuta soojusenergia elektrienergiaks, kasutades termiliste elementide süsteemi.
"Soojusenergia" mõistet ei tõlgendata selles kontekstis päris õigesti, kuna soojus tähendab ainult selle energia muundamise meetodit.
TEG on termoelektriline nähtus, mida illustreeris esmakordselt saksa füüsik Thomas Seebeck 19. sajandi 20. aastatel . Seebecki uurimistöö tulemust tõlgendatakse elektritakistusena kahest erinevast materjalist ahelas, kuid kogu protsess kulgeb ainult sõltuvalt temperatuurist.
Seade ja tööpõhimõte
Termoelektrilise generaatori või, nagu seda ka nimetatakse, soojuspumba tööpõhimõte põhineb soojusenergia muundamisel elektrienergiaks, kasutades pooljuhtide soojuselemente, mis on ühendatud paralleelselt või järjestikku.
Uurimistöö käigus loodi Saksa teadlase poolt täiesti uus Peltieri efekt , mis näitab, et jootmise ajal täiesti erinevad pooljuhtmaterjalid võimaldavad tuvastada temperatuuride erinevust nende külgmiste punktide vahel.
Aga kuidas saate aru, kuidas see süsteem töötab? Kõik on üsna lihtne, selline kontseptsioon põhineb teatud algoritmil: kui üks elementidest jahutatakse ja teine kuumutatakse, saame voolu ja pinge energia. Peamine omadus, mis eristab seda konkreetset meetodit muust, on see, et siin saab kasutada igasuguseid soojusallikaid ., sealhulgas hiljuti välja lülitatud pliit, lamp, tuli või isegi tass ainult valatud teega. Jahutuseks on kõige sagedamini õhk või tavaline vesi.
Kuidas need soojusgeneraatorid töötavad? Need koosnevad spetsiaalsetest termopatareidest, mis on valmistatud juhtmaterjalidest, ja termopilede ristmike erineva temperatuuriga soojusvahetitest.
Elektriskeemi skeem näeb välja selline: pooljuhtide termopaarid, n- ja p-tüüpi juhtivusega ristkülikukujulised jalad, ühendatud külmade ja kuumade sulamite plaadid, samuti suur koormus.
Termoelektrilise mooduli positiivsete aspektide hulgas on märgitud võimalus kasutada absoluutselt kõikides tingimustes ., sealhulgas matkadel, ja pealegi transpordi lihtsus. Pealegi pole neis liikuvaid osi, mis kipuvad kiiresti kuluma.
Ja puudused hõlmavad kaugeltki madalaid kulusid, madalat kasutegurit (umbes 2-3%), samuti teise allika tähtsust, mis tagab ratsionaalse temperatuuri languse.
Tuleb märkida, et teadlased töötavad aktiivselt väljavaadete kallal, et parandada ja kõrvaldada kõik vead sellisel viisil energia hankimisel … Katsed ja uuringud jätkuvad kõige tõhusamate termopatareide väljatöötamiseks, mis aitavad tõhusust suurendada.
Siiski on nende valikute optimaalsust üsna raske kindlaks teha, kuna need põhinevad ainult praktilistel näitajatel, ilma teoreetilise aluseta.
Arvestades kõiki puudusi, nimelt materjalide ebapiisavust termopiletsulamite jaoks, on lähitulevikus murrangust üsna raske rääkida.
On olemas teooria, et praeguses etapis kasutavad füüsikud tehnoloogiliselt uut meetodit sulamite asendamiseks tõhusamatega, eraldi nanotehnoloogia kasutuselevõtuga . Lisaks on võimalik kasutada mittetraditsioonilisi allikaid. Nii viidi California ülikoolis läbi katse, kus termopatareid asendati sünteesitud tehismolekuliga, mis toimis kuldmikroskoopiliste pooljuhtide sideainena. Läbiviidud katsete kohaselt sai selgeks, et praeguse uuringu tulemuslikkust näitab ainult aeg.
Tüüpide ülevaade
Sõltuvalt elektrienergia tootmise meetoditest, soojusallikatest ja kõiki termoelektrilisi generaatoreid on mitut tüüpi, sõltuvalt asjaomaste konstruktsioonielementide tüüpidest.
Kütus . Soojus saadakse kütuse, milleks on kivisüsi, maagaas ja õli, põlemisel, samuti pürotehniliste rühmade (kabe) põletamisel saadud soojus.
Aatomite termoelektrilised generaatorid , mille allikaks on aatomreaktori (uraan-233, uraan-235, plutoonium-238, toorium) soojus, on sageli siin soojuspump teisendamise teine ja kolmas etapp.
Päikeseenergia generaatorid tootma soojust päikesekommunikatsioonidest, mis on meile igapäevaelus teada (peeglid, läätsed, soojustorud).
Taaskasutusseadmed toodavad soojust kõikvõimalikest allikatest, mille tagajärjel eraldub heitsoojus (heitgaasid ja suitsugaasid jne).
Radioisotoop soojust saadakse isotoopide lagunemise ja lõhestamise teel, seda protsessi iseloomustab lõhenemise enda kontrollimatus ja tulemuseks on elementide poolväärtusaeg.
Gradiendi termoelektrilised generaatorid põhinevad temperatuuride erinevusel ilma väliste sekkumisteta: keskkonna ja katsekoha vahel (spetsiaalselt varustatud seadmed, tööstuslikud torujuhtmed jne), kasutades esialgset käivitusvoolu. Antud tüüpi termoelektrilist generaatorit kasutati Seebecki efektist saadud elektrienergia kasutamisega soojusenergiaks muundamiseks vastavalt Joule-Lenzi seadusele.
Rakendused
Väikese efektiivsuse tõttu kasutatakse termoelektrilisi generaatoreid laialdaselt kus puuduvad muud võimalused energiaallikate jaoks, samuti protsesside ajal, kus on märkimisväärne soojapuudus.
Puupliidid elektrigeneraatoriga
Seda seadet iseloomustab emailitud pinna olemasolu, elektrienergia allikas, sealhulgas kütteseade. Sellise seadme võimsusest võib piisata mobiilseadme või muude seadmete laadimiseks, kasutades autode sigaretisüütaja pistikupesa . Parameetrite põhjal võib järeldada, et generaator on võimeline töötama ilma normaaltingimusteta, nimelt ilma gaasi, küttesüsteemi ja elektrita.
Tööstuslikud termoelektrilised generaatorid
BioLite on esitlenud matkamiseks uue mudeli - kaasaskantava pliidi, mis mitte ainult ei soojenda toitu, vaid laadib ka teie mobiilseadet. Kõik see on võimalik tänu sellesse seadmesse sisseehitatud termoelektrilisse generaatorisse.
See seade teenib teid suurepäraselt matkadel, kalapüügil või mujal, mis on kaugel kõikidest kaasaegse tsivilisatsiooni tingimustest. BioLite generaatori tööd iseloomustab kütuse põlemine, mis edastatakse järjest mööda seinu ja toodab elektrit. Saadud elekter võimaldab teil telefoni laadida või LED -i valgustada.
Radioisotoopide termoelektrilised generaatorid
Nendes on energiaallikaks soojus, mis tekib mikroelementide lagunemise tagajärjel. Nad vajavad pidevat kütusevarustust, nii et neil on teiste generaatorite ees paremus . Nende märkimisväärne puudus on aga see, et töötamise ajal on vaja järgida ohutuseeskirju, kuna ioniseeritud materjalid kiirgavad.
Hoolimata asjaolust, et selliste generaatorite käivitamine võib olla ohtlik, sealhulgas keskkonnaolukorra jaoks, on nende kasutamine üsna tavaline. Näiteks, nende kõrvaldamine on võimalik mitte ainult Maal, vaid ka kosmoses . On teada, et radioisotoopigeneraatoreid kasutatakse navigatsioonisüsteemide laadimiseks, enamasti kohtades, kus puuduvad sidesüsteemid.
Termilised mikroelemendid
Termopatareid toimivad muunduritena ja nende konstruktsioon koosneb Celsiuse järgi kalibreeritud elektrilistest mõõteriistadest. Selliste seadmete viga võrdsustatakse tavaliselt 0,01 kraadiga . Kuid tuleb märkida, et need seadmed on mõeldud kasutamiseks vahemikus minimaalne absoluutne null kuni 2000 kraadi Celsiuse järgi.
Soojusenergia generaatorid on viimasel ajal kogunud suurt populaarsust, kui nad töötavad raskesti ligipääsetavates kohtades, kus puudub täielikult sidesüsteem. Nende asukohtade hulka kuulub Space, kus neid seadmeid kasutatakse üha enam kosmosesõidukite pardal alternatiivsete toiteallikatena.
Seoses teaduse ja tehnoloogia arengu ning füüsika põhjaliku uurimistööga on populaarsemaks muutumas termoelektriliste generaatorite kasutamine sõidukites soojusenergia taaskasutamiseks, et töödelda aineid, mis eraldatakse autod.
Soovitan:
Hüdraulilised Pressid (43 Fotot): Manuaalmudelid Manomeetriga Ja Nende Tööpõhimõte, Muud Tüübid. Mis See On Ja Kuidas Ajakirjandus Töötab? Nende Seade
Hüdraulilised pressid: manuaalmudelid manomeetriga ja nende tööpõhimõte, muud tüübid. Mis see on ja kuidas ajakirjandus töötab?
Ühefaasilised Generaatorid: Seade Ja Tööpõhimõte, ühendusskeem, Generaatori Automaatne Vahetuslüliti
Ebastabiilse toiteallika probleem lahendatakse autonoomse toiteallika paigaldamisega, sageli kasutatakse ühefaasilisi generaatoreid. Mis on selliste generaatorite seade, tööpõhimõte ja ühendusskeem?
Värviprinterid (50 Fotot): Parim Kodu Jaoks. Kuidas Valida Koduseks Kasutamiseks Mõeldud Seade? Kuidas Teha Värviprinteriga Mustvalget Printimist?
Värviprinterid ja nende omadused. Kodu jaoks parimate mudelite hinnang, kasutussoovitused, tüüpide ülevaade. Kuidas valida koduseks kasutamiseks mõeldud seade, mida otsida?
Hingamisaparaadid R-2: Tehnilised Omadused Ja Säilivusaeg, Seade Ja Tööpõhimõte. Milleks See Mõeldud On?
Mis on P-2 respiraatorid? Millised on nende tehnilised omadused ja kasutusaeg? Mis on seade ja kuidas see töötab? Kuidas õigesti kasutada ja säilitada? Kas P-2 respiraator on korduvkasutatav?
Mikrofon: Mis See On? Kuidas Valida? Mikrofoni Omadused Ja Seade, Eesmärk Ja Tööpõhimõte, Skeem. Milleks See On Mõeldud Ja Millest See Koosneb?
Mikrofon - mis see on, mis on mikrofoni eesmärk, seade ja tööpõhimõte? Millised on selle omadused? Kuidas valida õige mikrofon?
