Термоелектрогенератор

Термоелектрогенера́тор (термоелемент) — технічний пристрій прямого перетворення теплової енергії на електричну через використання в його конструкції термоелементів[1]. Перший в світі такий прилад створила в 1947 році американська винахідниця угорського походження Марія Телкеш.

Загальний опис

Пристрій для безпосереднього перетворення тепла на електричну енергію з використанням напівпровідникових термоелементів. При цьому у Т. використовують: тепло від спалювання палива (природний газ, нафта, вугілля), і тепло від горіння піротехнічних сполук (шашок); тепло від розпаду ізотопів (розпад не контролюється й робота визначається періодом напіврозпаду); тепло атомного реактора (уран-233, уран-235, плутоній, торій); тепло від сонячних колекторів (дзеркала, лінзи, теплові труби), утилізаційне тепло з будь-яких джерел (вихлопні й грубні гази й ін.).

Принцип дії ґрунтується на термоелектричному явищі виникнення електрорушійної сили внаслідок нагріву з'єднання двох різних провідників[2], яке називається ефектом Зеебека.

Термоелектричний перетворювач Пельтьє. При пропусканні струму тепло переноситься з одного боку елемента на інший.

Можливі типи термоелектрогенераторів[джерело?]

  • Паливні: Тепло від спалювання палива (природний газ, нафта, вугілля).
  • Радіоізотопні: Тепло від розпаду ізотопів (розпад не контролюється і робота визначається періодом напіврозпаду).
  • Атомні: Тепло атомного реактора (уран-233, уран-235, плутоній, торій), як правило тут термоелектрогенератор — це друга і третя ступінь перетворення.
  • Сонячні: Тепло від сонячних колекторів (дзеркала, лінзи, теплові труби).
  • Геотермальні — термоелектрогенератор — це ступінь перетворення енергії.
  • Утилізаційні: Тепло з будь-яких джерел, що виділяють скидне тепло (вихлопні і пічні гази та ін).

Напівпровідникові матеріали для прямого перетворення енергії

Для термоелектрогенераторів використовуються напівпровідникові термоелектричні матеріали, що забезпечують найвищий коефіцієнт перетворення тепла на електрику. Найважливішими властивостями напівпровідникового матеріалу для термоелектрогенераторів є[джерело?]:

  • ККД: Бажаний якомога вищий ККД.
  • Технологічність: Можливість будь-яких видів обробки.
  • Вартість: Бажано відсутність у складі рідкісних елементів або їх меншу кількість, достатня сировинна база (для розширення сфер асиміляції та доступності).
  • Коефіцієнт термо-ЕРС: Бажаний як можна більш високий коефіцієнт термо-ЕРС (для спрощення конструкції).
  • Токсичність: Бажано відсутність або малий вміст токсичних елементів (наприклад: свинець, бісмут, телур, селен, або їх інертний стан (у складі сплавів).
  • Робочі температури: Бажаний якомога ширший температурний діапазон для використання високопотенційного тепла і, отже, збільшення перетворюваної теплової потужності.

Див. також

Посилання

  1. ↑ Академік: Термоелектрогенератор
  2. ↑ В. Даниель-Бек, А. Воронин, Н. Рогинская. Термоэлектрогенератор ТГК-3 // Журнал "Радио". — 1955. — Вип. 2. — С. 24.(рос.)

Джерела

Технології Це незавершена стаття з технології.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.