2024 Szerző: Beatrice Philips | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 05:42
A hőerőműveket a világon az energiatermelés legolcsóbb megoldásaként ismerik el. Ennek a környezetbarát módszernek azonban van alternatívája - termoelektromos generátorok (TEG).
Ami?
A termoelektromos generátor olyan eszköz, amelynek feladata a hőenergia átalakítása villamos energiává a hőelemek rendszerével.
A "hőenergia" fogalmát ebben az összefüggésben nem egészen helyesen értelmezzük, mivel a hő csak az energia átalakításának módszerét jelenti.
A TEG egy termoelektromos jelenség, amelyet Thomas Seebeck német fizikus mutatott be először a 19. század 20 -as éveiben . Seebeck kutatásainak eredményét két különböző anyagból álló áramkörben elektromos ellenállásként értelmezik, de az egész folyamat csak a hőmérséklettől függően halad tovább.
Eszköz és működési elve
A termoelektromos generátor, vagy más néven hőszivattyú működési elve azon alapul, hogy a hőenergiát villamos energiává alakítják át félvezető termikus elemek felhasználásával, amelyek párhuzamosan vagy sorba vannak kötve.
A kutatás során egy teljesen új Peltier -hatást hozott létre egy német tudós , amely azt jelzi, hogy a forrasztás során a félvezetők teljesen eltérő anyaga lehetővé teszi az oldalsó pontjaik közötti hőmérsékletkülönbség észlelését.
De hogyan érti, hogyan működik ez a rendszer? Minden nagyon egyszerű, egy ilyen koncepció egy bizonyos algoritmuson alapul: amikor az egyik elemet lehűtjük, a másikat felmelegítjük, akkor megkapjuk az áram és a feszültség energiáját. A fő jellemző, amely megkülönbözteti ezt a módszert a többitől, az, hogy itt mindenféle hőforrás használható ., beleértve a nemrégiben kikapcsolt tűzhelyet, lámpát, tüzet vagy akár egy csészét is csak felöntött teával. Nos, a hűtőelem leggyakrabban levegő vagy közönséges víz.
Hogyan működnek ezek a hőgenerátorok? Különleges hőelemekből állnak, amelyek vezető anyagokból készülnek, és a hőre rakódó csomópontok különböző hőmérsékletű hőcserélőiből.
Az elektromos kapcsolási rajz így néz ki: félvezető hőelemek, n- és p-típusú vezetőképességű téglalap alakú lábak, hideg és meleg ötvözetek csatlakoztatott lemezei, valamint nagy terhelés.
A termoelektromos modul pozitív aspektusai között meg kell jegyezni, hogy minden körülmények között teljesen használható ., beleértve a túrákat, és emellett a könnyű szállítást. Ezenkívül nincsenek benne mozgó alkatrészek, amelyek gyorsan elhasználódnak.
A hátrányok közé tartozik az alacsony költség, az alacsony hatékonyság (körülbelül 2-3%), valamint egy másik forrás fontossága, amely racionális hőmérséklet-csökkenést biztosít.
meg kell említeni, hogy a tudósok aktívan dolgoznak a kilátásokon, hogy javítsanak és megszüntessenek minden hibát az ilyen módon történő energiaszerzésben … Kísérletek és kutatások folynak a leghatékonyabb termikus akkumulátorok kifejlesztésére, amelyek hozzájárulnak a hatékonyság növeléséhez.
Mindazonáltal meglehetősen nehéz meghatározni ezen lehetőségek optimális jellegét, mivel ezek kizárólag gyakorlati mutatókra épülnek, elméleti alap nélkül.
Figyelembe véve az összes hiányosságot, nevezetesen a termopólium ötvözetekhez szükséges anyagok elégtelenségét, meglehetősen nehéz áttörésről beszélni a közeljövőben.
Van egy elmélet, amely szerint a fizikusok jelenleg technológiailag új módszert alkalmaznak az ötvözetek hatékonyabbakra való cseréjére, külön a nanotechnológia bevezetésével . Sőt, lehetőség van a nem hagyományos források használatára is. Tehát a Kaliforniai Egyetemen végeztek egy kísérletet, ahol a termikus elemeket egy szintetizált mesterséges molekulára cserélték, amely az arany mikroszkopikus félvezetők kötőanyagaként működött. Az elvégzett kísérletek szerint világossá vált, hogy a jelenlegi kutatás hatékonyságát csak az idő fogja megmondani.
Típusáttekintés
Az áramtermelés módszereitől függően hőforrások, ill minden termoelektromos generátor többféle típusú, az érintett szerkezeti elemek típusától függően.
Üzemanyag . A hőt tüzelőanyag - szén, földgáz és olaj - égetésével nyerik, valamint pirotechnikai csoportok (dáma) elégetésével nyert hőt.
Atomi termoelektromos generátorok , amelyben a forrás az atomreaktor hője (urán-233, urán-235, plutónium-238, tórium), gyakran itt a hőszivattyú az átalakítás második és harmadik szakasza.
Napelemes generátorok hőt termelnek a mindennapi életben ismert napelemes kommunikátorokból (tükrök, lencsék, hőcsövek).
Az újrahasznosító üzemek hőt termelnek mindenféle forrásból, ami hulladékhő (kipufogógáz és füstgáz stb.) Felszabadulását eredményezi.
Radioizotóp a hőt az izotópok bomlása és feldarabolása nyeri, ezt a folyamatot maga a hasítás ellenőrizhetetlensége jellemzi, és az eredmény az elemek felezési ideje.
Gradiens termoelektromos generátorok a hőmérsékletkülönbségen alapulnak, külső beavatkozás nélkül: a környezet és a kísérleti helyszín (speciálisan felszerelt berendezések, ipari csővezetékek stb.) között a kezdeti indítóáram segítségével. Az adott típusú termoelektromos generátort a Seebeck-effektusból nyert elektromos energia felhasználásával használták fel a Joule-Lenz-törvény szerinti hőenergiává való átalakításhoz.
Alkalmazások
Alacsony hatékonyságuk miatt a termoelektromos generátorokat széles körben használják ahol nincs más lehetőség az energiaforrásokra, valamint a jelentős hőhiánnyal járó folyamatok során.
Fa kályhák elektromos generátorral
Ezt a készüléket zománcozott felület, áramforrás, beleértve a fűtőberendezés jelenléte jellemzi. Egy ilyen eszköz teljesítménye elegendő lehet egy mobil eszköz vagy más eszköz feltöltéséhez az autók szivargyújtó aljzatából . A paraméterek alapján arra lehet következtetni, hogy a generátor normál körülmények, azaz gáz, fűtési rendszer és áram jelenléte nélkül is képes működni.
Ipari termoelektromos generátorok
A BioLite egy új túrázási modellt mutatott be - egy hordozható tűzhelyet, amely nemcsak felmelegíti az ételeket, hanem fel is tölti mobilkészülékét. Mindez a készülékbe épített termoelektromos generátornak köszönhetően lehetséges.
Ez az eszköz tökéletesen szolgálja Önt kirándulásokon, horgászaton vagy bárhol, távol a modern civilizáció minden körülményétől. A BioLite generátor munkáját az üzemanyag elégetése jellemzi, amely szekvenciálisan továbbítódik a falak mentén és áramot termel. A kapott áram lehetővé teszi a telefon feltöltését vagy a LED megvilágítását.
Radioizotóp termoelektromos generátorok
Bennük az energiaforrás a hő, amely a mikroelemek lebomlása következtében keletkezik. Folyamatos üzemanyag -ellátásra van szükségük, így fölényben vannak más generátorokkal szemben . Jelentős hátrányuk azonban, hogy működés közben be kell tartani a biztonsági szabályokat, mivel ionizált anyagokból származó sugárzás van.
Annak ellenére, hogy az ilyen generátorok elindítása veszélyes lehet, beleértve a környezeti helyzetet is, használatuk meglehetősen gyakori. Például, ártalmatlanításuk nemcsak a Földön, hanem az űrben is lehetséges . Ismeretes, hogy a radioizotóp generátorokat navigációs rendszerek töltésére használják, leggyakrabban olyan helyeken, ahol nincsenek kommunikációs rendszerek.
Termikus nyomelemek
A hőelemek átalakítóként működnek, kialakításukat Celsius -fokban kalibrált elektromos mérőműszerek alkotják. Az ilyen eszközök hibája általában 0,01 fok . De meg kell jegyezni, hogy ezeket az eszközöket a minimális abszolút nulla és 2000 Celsius fok közötti tartományban való használatra tervezték.
A hőenergia-generátorok az utóbbi időben széles körben népszerűvé váltak, amikor olyan nehezen hozzáférhető helyeken dolgoznak, amelyek teljesen hiányoznak a kommunikációs rendszerektől. Ezek közé tartozik a Space, ahol ezeket az eszközöket egyre inkább alternatív tápegységként használják az űrjárművek fedélzetén.
A tudományos és technológiai fejlődés, valamint a fizika mélyreható kutatásának fejlődésével összefüggésben egyre népszerűbb a termoelektromos generátorok alkalmazása a járművekben a hőenergia visszanyerésére annak érdekében, hogy feldolgozzák a kipufogórendszerekből kivezetett anyagokat. autók.
Ajánlott:
Hidraulikus Prések (43 Fotó): Kézi Modellek Nyomásmérővel és Működésük Elve, Más Típusok. Mi Ez és Hogyan Működik A Sajtó? A Készülékük
Hidraulikus prések: kézi modellek nyomásmérővel és működésük elve, más típusok. Mi ez és hogyan működik a sajtó?
Japán Generátorok: Benzin, Dízel és Más Elektromos Generátorok Választása Otthonra
Mik azok a japán generátorok? A legfontosabb paraméterek szerint benzin-, dízel- és egyéb elektromos generátorokat választunk otthoni és ipari igényekhez
Champion Generátorok: 1 KW, 5 KW és 6 KW Teljesítményű Elektromos Generátorok, Inverterek, Dízel és Egyéb Modellek áttekintése. Hogyan Kell Csatlakozni?
Miért olyan vonzóak a Champion generátorok? 1 kW, 5 kW és 6 kW teljesítményű elektromos generátorok, inverterek, dízel és egyéb modellek áttekintése. Hogyan lehet ilyen generátorokat csatlakoztatni?
Briggs & Stratton Generátorok: A Benzin- és Gázüzemű Generátorok áttekintése. Hol Gyűjtik?
A Briggs & Stratton áramfejlesztők áttekintése. Hol vannak összeszerelve ezek az eszközök? Milyen típusú generátorok állnak rendelkezésre? Mi a különbség a benzin-, gáz- és inverteres modellek között, és mi a jellemzőjük? Hogyan lehet megfelelően csatlakoztatni a generátort az otthoni hálózathoz?
Az Osztott Rendszer Működési Elve: Eszköz. Hogyan Működik A Légkondicionáló A Hűtéshez? Honnan Veszi A Levegőt? Működési Módok és Felszerelések
Az osztott rendszer eszköze és működési elve. Hogyan működik a légkondicionáló a hűtéshez? Honnan veszi a levegőt? Funkcióinak részletes leírása. Működési módok és felszerelések
