2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-16 05:28
Termoelektrane su u svijetu prepoznate kao najjeftinija opcija za proizvodnju energije. Ali postoji alternativa ovoj metodi, koja je ekološki prihvatljiva - termoelektrični generatori (TEG).
Šta je to?
Termoelektrični generator je uređaj čiji je zadatak pretvaranje toplinske energije u električnu pomoću sistema toplinskih elemenata.
Koncept "toplinske" energije u ovom kontekstu tumačen je ne sasvim ispravno, budući da toplina znači samo metod pretvaranja ove energije.
TEG je termoelektrični fenomen koji je prvi ilustrirao njemački fizičar Thomas Seebeck 20 -ih godina 19. stoljeća . Rezultat Seebeckovog istraživanja tumači se kao električni otpor u krugu dva različita materijala, ali cijeli proces teče samo ovisno o temperaturi.
Uređaj i princip rada
Princip rada termoelektričnog generatora, ili, kako ga još nazivaju, toplinske pumpe, temelji se na pretvaranju toplinske energije u električnu energiju pomoću toplinskih elemenata poluvodiča, koji su povezani paralelno ili u nizu.
U toku istraživanja njemački naučnik stvorio je potpuno novi Peltier -ov efekat , što ukazuje da potpuno različiti materijali poluvodiča tijekom lemljenja omogućuju otkrivanje razlike u temperaturama između njihovih bočnih točaka.
Ali kako razumijete kako ovaj sistem funkcionira? Sve je vrlo jednostavno, takav koncept temelji se na određenom algoritmu: kada se jedan od elemenata ohladi, a drugi zagrije, tada dobivamo energiju struje i napona. Glavna karakteristika koja ovu posebnu metodu razlikuje od ostalih je to što se ovdje mogu koristiti sve vrste izvora topline ., uključujući nedavno isključen šporet, lampu, vatru ili čak šolju sa samo sipanim čajem. Pa, rashladni element najčešće je zrak ili obična voda.
Kako funkcioniraju ovi toplinski generatori? Sastoje se od posebnih toplinskih baterija, koje su izrađene od materijala vodiča, i izmjenjivača topline različitih temperatura spojeva termopilova.
Shema električnog kruga izgleda ovako: termoelementi poluvodiča, pravokutni krakovi n- i p-provodljivosti, spojene ploče hladnih i vrućih legura, kao i veliko opterećenje.
Među pozitivnim aspektima termoelektričnog modula primjećuje se mogućnost korištenja apsolutno u svim uvjetima ., uključujući pješačenje, a osim toga i jednostavnost prijevoza. Štoviše, u njima nema pokretnih dijelova koji se brzo troše.
Nedostaci uključuju daleko od niske cijene, niske efikasnosti (približno 2-3%), kao i važnost drugog izvora koji će osigurati racionalan pad temperature.
Treba napomenuti da naučnici aktivno rade na mogućnostima poboljšanja i otklanjanja svih grešaka u dobivanju energije na ovaj način … U tijeku su eksperimenti i istraživanja kako bi se razvile najefikasnije toplinske baterije koje će pomoći u povećanju učinkovitosti.
Međutim, prilično je teško odrediti optimalnost ovih opcija, budući da se one temelje isključivo na praktičnim pokazateljima, bez teorijske osnove.
Uzimajući u obzir sve nedostatke, naime, neadekvatnost materijala za termopile legure, prilično je teško govoriti o napretku u bliskoj budućnosti.
Postoji teorija da će se u sadašnjoj fazi fizičari koristiti tehnološki novom metodom zamjene legura učinkovitijim, odvojeno uvođenjem nanotehnologije . Štoviše, moguća je i upotreba netradicionalnih izvora. Tako je na Kalifornijskom univerzitetu izveden eksperiment u kojem su toplinske baterije zamijenjene sintetiziranim umjetnim molekulom, koji je djelovao kao vezivo za zlatne mikroskopske poluvodiče. Prema provedenim eksperimentima postalo je jasno da će samo vrijeme pokazati učinkovitost sadašnjeg istraživanja.
Pregled tipa
Ovisno o načinima proizvodnje električne energije, izvorima topline i svi termoelektrični generatori su nekoliko tipova, ovisno o vrsti uključenih konstrukcijskih elemenata.
Gorivo . Toplina se dobiva izgaranjem goriva, a to je ugljen, prirodni plin i nafta, kao i topline dobivene izgaranjem pirotehničkih grupa (dame).
Atomski termoelektrični generatori , u kojem je izvor toplina atomskog reaktora (uran-233, uran-235, plutonij-238, torij), često je toplinska pumpa druga i treća faza pretvorbe.
Solarni generatori stvaraju toplinu iz solarnih komunikatora koji su nam poznati u svakodnevnom životu (ogledala, leće, toplinske cijevi).
Postrojenja za recikliranje stvaraju toplinu iz svih vrsta izvora, što rezultira oslobađanjem otpadne topline (ispušni i dimni plinovi itd.).
Radioizotop toplina se dobiva raspadanjem i cijepanjem izotopa, ovaj proces karakterizira nekontroliranost samog cijepanja, a rezultat je vrijeme poluraspada elemenata.
Gradijentni termoelektrični generatori temelje se na temperaturnoj razlici bez ikakvih vanjskih smetnji: između okoliša i mjesta eksperimenta (posebno opremljena oprema, industrijski cjevovodi itd.) koristeći početnu struju pokretanja. Zadani tip termoelektričnog generatora korišten je uz korištenje električne energije dobivene Seebeckovim efektom za pretvaranje u toplinsku energiju prema Joule-Lenz-ovom zakonu.
Aplikacije
Zbog niske efikasnosti, termoelektrični generatori su u širokoj upotrebi gdje ne postoje druge mogućnosti za izvore energije, kao i tijekom procesa sa značajnim nedostatkom topline.
Štednjaci na drva sa električnim generatorom
Ovaj uređaj karakterizira prisutnost emajlirane površine, izvora električne energije, uključujući grijač. Snaga takvog uređaja može biti dovoljna za punjenje mobilnog uređaja ili drugih uređaja pomoću utičnice upaljača za automobile . Na temelju parametara može se zaključiti da je generator sposoban raditi bez normalnih uvjeta, naime, bez prisutnosti plina, sustava grijanja i električne energije.
Industrijski termoelektrični generatori
BioLite je predstavio novi model za planinarenje - prijenosnu peć koja neće samo zagrijati hranu, već i napuniti vaš mobilni uređaj. Sve je to moguće zahvaljujući termoelektričnom generatoru ugrađenom u ovaj uređaj.
Ovaj uređaj savršeno će vam poslužiti na šetnjama, ribolovu ili bilo gdje udaljenom od svih uvjeta moderne civilizacije. Rad generatora BioLite karakterizira sagorijevanje goriva, koje se uzastopno prenosi duž zidova i proizvodi električnu energiju. Dobivena struja omogućit će vam da napunite telefon ili osvijetlite LED diodu.
Radioizotopski termoelektrični generatori
U njima je izvor energije toplina, koja nastaje kao posljedica razgradnje mikroelemenata. Potrebna im je stalna opskrba gorivom, pa imaju superiornost nad ostalim generatorima . Međutim, njihov značajan nedostatak je to što je tijekom rada potrebno poštivati sigurnosna pravila, jer postoji zračenje od ioniziranih materijala.
Unatoč činjenici da pokretanje takvih generatora može biti opasno, uključujući i okolišnu situaciju, njihova je upotreba vrlo česta. Na primjer, njihovo odlaganje je moguće ne samo na Zemlji, već i u svemiru . Poznato je da se radioizotopski generatori koriste za punjenje navigacijskih sistema, najčešće na mjestima gdje nema komunikacijskih sistema.
Toplinski elementi u tragovima
Toplinske baterije djeluju kao pretvarači, a njihov dizajn se sastoji od električnih mjernih instrumenata kalibriranih po Celzijusu. Greška u takvim uređajima obično je jednaka 0,01 stepenu . Ali treba napomenuti da su ovi uređaji dizajnirani za upotrebu u rasponu od minimalne linije apsolutne nule do 2000 stepeni Celzijusa.
Generatori toplinske energije nedavno su stekli široku popularnost radeći na teško dostupnim mjestima koja su potpuno lišena komunikacijskih sistema. Ove lokacije uključuju Svemir, gdje se ovi uređaji sve više koriste kao alternativno napajanje u svemirskim vozilima.
U vezi s razvojem znanstvenog i tehnološkog napretka, kao i dubinskim istraživanjima u fizici, upotreba termoelektričnih generatora u vozilima za oporabu toplinske energije dobiva na popularnosti radi prerade tvari koje se izvlače iz ispušnih sustava automobili.
Preporučuje se:
Jednofazni Generatori: Uređaj I Princip Rada, Shema Povezivanja, Automatska Preklopna Sklopka Za Generator
Problem nestabilnog napajanja rješava se ugradnjom autonomnog izvora napajanja; često se koriste jednofazni generatori. Koji je uređaj, princip rada i dijagram povezivanja takvih generatora?
Mini Vjetrogeneratori: Odabir Malog Generatora Vjetra Za Vaš Dom, Princip Rada I Uređaj
Šta su mini vjetroturbine? Koji je njihov princip rada i struktura? Kako odabrati mali generator vjetra? Na što treba paziti pri odabiru generatora za vaš dom?
Princip Rada Split Sistema: Uređaj. Kako Radi Klima Uređaj Za Hlađenje? Odakle Mu Vazduh? Načini Rada I Oprema
Uređaj i princip rada split sistema. Kako radi klima uređaj za hlađenje? Odakle mu vazduh? Korak po korak opis njegovih funkcija. Načini rada i oprema
Snaga Ploče Za Kuhanje: Koja Je Potrošnja Energije Električne Ploče Za Kuhanje? Kolika Je Potrošnja Energije Po Satu Rada? Kako Potrošnja Energije Ovisi O Broju Plamenika?
Snaga ploče za kuhanje važan je tehnički parametar uređaja. Kolika je potrošnja energije električne ploče za kuhanje s tri plamenika? Što treba uzeti u obzir pri odabiru moćnog modela?
Usisavač Sa Vrećicom Za Sakupljanje Prašine: Ocjena Najboljih Vrećastih Usisivača I Njihov Princip Rada. Kako Umetnuti Vrećicu Za Višekratnu Upotrebu U Usisivač?
Usisivač vrećice za prašinu zgodna je opcija za one kojima je potreban učinkovit pomoćnik. Ocjena najboljih vrećastih usisivača i njihov princip rada. Na što trebate obratiti pažnju pri odabiru usisavača? Kako ga pravilno koristiti? Kako umetnuti vrećicu za višekratnu upotrebu u usisivač?
