2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-16 05:41
Termoelektrane su u svijetu prepoznate kao najjeftinija opcija za proizvodnju energije. No postoji alternativa ovoj metodi koja je ekološki prihvatljiva - termoelektrični generatori (TEG).
Što je?
Termoelektrični generator je uređaj čiji je zadatak pretvaranje toplinske energije u električnu pomoću sustava toplinskih elemenata.
Koncept "toplinske" energije u ovom se kontekstu tumači ne sasvim točno, budući da toplina znači samo metodu pretvaranja te 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
Načelo rada termoelektričnog generatora, ili, kako ga još nazivaju, dizalice topline, temelji se na pretvaranju toplinske energije u električnu energiju pomoću toplinskih elemenata poluvodiča, koji su povezani paralelno ili u nizu.
Tijekom istraživanja njemački je znanstvenik stvorio potpuno novi Peltierov učinak , što ukazuje da potpuno različiti materijali poluvodiča tijekom lemljenja omogućuju otkrivanje razlike u temperaturama između njihovih bočnih točaka.
Ali kako razumijete kako ovaj sustav funkcionira? Sve je prilično jednostavno, takav koncept temelji se na određenom algoritmu: kada se jedan od elemenata ohladi, a drugi zagrije, tada dobivamo energiju struje i napona. Glavna značajka koja ovu posebnu metodu razlikuje od ostalih je ta što se ovdje mogu koristiti sve vrste izvora topline ., uključujući nedavno isključeni štednjak, svjetiljku, vatru ili čak šalicu samo s ulivenim čajem. Pa, rashladni element najčešće je zrak ili obična voda.
Kako rade ovi toplinski generatori? Sastoje se od posebnih toplinskih baterija, koje su izrađene od materijala vodiča, i izmjenjivača topline različitih temperatura spojeva termoelemenata.
Shema električnog kruga izgleda ovako: termoelementi poluvodiča, pravokutni krakovi n- i p-tipa vodljivosti, spojene ploče hladnih i vrućih legura, kao i veliko opterećenje.
Među pozitivnim aspektima termoelektričnog modula primjećuje se mogućnost uporabe apsolutno u svim uvjetima ., uključujući i pješačenje, a osim toga i jednostavnost prijevoza. Štoviše, u njima nema pokretnih dijelova koji se brzo troše.
Nedostaci uključuju daleko od niske cijene, niske učinkovitosti (približno 2-3%), kao i važnost drugog izvora koji će osigurati racionalan pad temperature.
Valja napomenuti da znanstvenici aktivno rade na mogućnostima poboljšanja i otklanjanja svih pogrešaka u dobivanju energije na ovaj način … U tijeku su eksperimenti i istraživanja kako bi se razvile najučinkovitije 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, nedostatnost 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 učinkovitijima, odvojeno uvođenjem nanotehnologije . Štoviše, moguća je i upotreba netradicionalnih izvora. Dakle, na Sveučilištu u Kaliforniji proveden je eksperiment gdje su toplinske baterije zamijenjene sintetiziranom umjetnom molekulom, koja je djelovala kao vezivo za mikroskopske poluvodiče zlata. Prema provedenim pokusima postalo je jasno da će samo vrijeme pokazati učinkovitost sadašnjeg istraživanja.
Pregled vrste
Ovisno o načinima proizvodnje električne energije, izvorima topline i svi termoelektrični generatori su nekoliko tipova, ovisno o vrsti uključenih strukturnih elemenata.
Gorivo . Toplina se dobiva izgaranjem goriva, a to je ugljen, prirodni plin i nafta, kao i topline dobivene izgaranjem pirotehničkih skupina (dame).
Atomski termoelektrični generatori , u kojem je izvor toplina atomskog reaktora (uran-233, uran-235, plutonij-238, torij), često je ovdje 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 poluživot elemenata.
Gradijentni termoelektrični generatori temelje se na temperaturnoj razlici bez ikakvih vanjskih smetnji: između okoliša i mjesta pokusa (posebno opremljena oprema, industrijski cjevovodi itd.) koristeći početnu struju pokretanja. Zadani tip termoelektričnog generatora korišten je uz korištenje električne energije dobivene Seebeckovim efektom za pretvorbu u toplinsku energiju prema Joule-Lenz-ovom zakonu.
Prijave
Zbog niske učinkovitosti, termoelektrični generatori imaju široku primjenu gdje ne postoje druge mogućnosti za izvore energije, kao i tijekom procesa sa značajnim nedostatkom topline.
Peći na drva s 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 - prijenosni štednjak koji neće samo zagrijati hranu, već će i napuniti vaš mobilni uređaj. Sve je to moguće zahvaljujući termoelektričnom generatoru ugrađenom u ovaj uređaj.
Ovaj uređaj savršeno će vam poslužiti pri šetnjama, ribolovu ili bilo gdje udaljenom od svih uvjeta suvremene civilizacije. Rad generatora BioLite karakterizira izgaranje goriva koje se uzastopno prenosi uz zidove i stvara električnu energiju. Dobivena struja omogućit će vam da napunite telefon ili osvijetlite LED.
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 što je tijekom rada potrebno poštivati sigurnosna pravila, budući da postoji zračenje iz ioniziranih materijala.
Unatoč činjenici da pokretanje takvih generatora može biti opasno, uključujući i za ekološku situaciju, njihova je upotreba vrlo česta. Na primjer, njihovo odlaganje moguće je ne samo na Zemlji, već i u svemiru . Poznato je da se radioizotopski generatori koriste za punjenje navigacijskih sustava, najčešće na mjestima gdje nema komunikacijskih sustava.
Toplinski elementi u tragovima
Toplinske baterije djeluju kao pretvarači, a njihov dizajn sastoji se od električnih mjernih instrumenata kalibriranih po Celzijusu. Pogreška u takvim uređajima obično je jednaka 0,01 stupnju . No, valja napomenuti da su ti uređaji dizajnirani za uporabu u rasponu od minimalne linije apsolutne nule do 2000 stupnjeva Celzijusa.
Generatori toplinske energije nedavno su stekli široku popularnost radeći na teško dostupnim mjestima koja su potpuno lišena komunikacijskih sustava. Ove lokacije uključuju svemir, gdje se ti uređaji sve više koriste kao alternativno napajanje na svemirskim vozilima.
U vezi s razvojem znanstvenog i tehnološkog napretka, kao i dubinskim istraživanjima u fizici, primjena termoelektričnih generatora u vozilima za oporabu toplinske energije dobiva na popularnosti radi prerade tvari koje se izvlače iz ispušnih sustava automobili.
Preporučeni:
Električni Generator (52 Fotografije): Načelo Rada Generatora Električne Struje, Vrste, Od čega Se Sastoji I Kako Odabrati
Što je električni generator, od čega se sastoji i kako ga odabrati? Koje vrste uređaja postoje, koji je princip rada generatora električne struje, koje tvrtke isporučuju takvu opremu? Povijest njegova nastanka
Generatori Patriot: Pregled Plinskih Generatora, Inverterskih I Dizelskih Generatora Sa I Bez Automatskog Pokretanja. Kako Odabrati?
Koje su značajke korištenja električnih generatora? Što su generatori Patriot? Pregled najpopularnijih modela plinskih generatora, kao i raznih vrsta inverterskih i dizelskih postaja
Načelo Rada Split Sustava: Uređaj. Kako Radi Klima Uređaj Za Hlađenje? Odakle Mu Zrak? Načini Rada I Oprema
Uređaj i princip rada split sustava. Kako radi klima uređaj za hlađenje? Odakle mu zrak? Korak po korak opis njegovih funkcija. Načini rada i oprema
Industrijski Dizelski Generatori: Dizelske Elektrane I Njihov Uređaj, Električni Generator Od 500 KW I Drugi Modeli
Što su industrijski dizelski generatori? Što možete reći o dizelskim elektranama i njihovom dizajnu? Koji su popularni modeli dizel elektrana? Električni generator 500 kW i drugi modeli - kako odabrati pravi?
Snaga Ploče Za Kuhanje: Kolika 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?
