Termo -elektriese Kragopwekkers: Radio -isotoop En Ander. Die Beginsel Van Werking Van Energieopwekkers Vir Industriële Gebruik. Hulle Toestel

2024 Outeur: Beatrice Philips | [email protected]. Laas verander: 2023-12-16 05:22

Termiese kragsentrales word ter wêreld erken as die goedkoopste opsie om energie op te wek. Maar daar is 'n alternatief vir hierdie omgewingsvriendelike metode - termo -elektriese kragopwekkers (TEG).

Wat dit is?

'N Termo -elektriese kragopwekker is 'n toestel waarvan die taak is om termiese energie in elektrisiteit om te skakel deur 'n stelsel van termiese elemente te gebruik.

Die konsep van "termiese" energie in hierdie konteks word nie heeltemal korrek geïnterpreteer nie, aangesien hitte slegs 'n metode beteken om hierdie energie om te skakel.

TEG is 'n termo -elektriese verskynsel wat eers in die twintigerjare van die 19de eeu deur die Duitse fisikus Thomas Seebeck geïllustreer is . Die resultaat van Seebeck se navorsing word geïnterpreteer as elektriese weerstand in 'n stroombaan van twee verskillende materiale, maar die hele proses verloop slegs afhangende van die temperatuur.

Toestel en beginsel van werking

Die beginsel van werking van 'n termo -elektriese kragopwekker, of, soos dit ook 'n warmtepomp genoem word, is gebaseer op die omskakeling van hitte -energie in elektriese energie met behulp van termiese elemente van halfgeleiers, wat parallel of in serie verbind is.

In die loop van die navorsing is 'n heeltemal nuwe Peltier -effek deur 'n Duitse wetenskaplike geskep , wat daarop dui dat heeltemal verskillende materiale van halfgeleiers tydens soldeer dit moontlik maak om die temperatuurverskil tussen hul laterale punte op te spoor.

Maar hoe verstaan u hoe hierdie stelsel werk? Alles is redelik eenvoudig, so 'n konsep is gebaseer op 'n sekere algoritme: as een van die elemente afgekoel word en die ander verhit word, kry ons die energie van stroom en spanning. Die belangrikste kenmerk wat hierdie spesifieke metode van die res onderskei, is dat allerhande hittebronne hier gebruik kan word ., insluitend 'n onlangs afgeskakel stoof, lamp, vuur of selfs 'n koppie met slegs ingegooi tee. Die koelelement is meestal lug of gewone water.

Hoe werk hierdie termiese kragopwekkers? Hulle bestaan uit spesiale termiese batterye, wat uit geleidermateriaal vervaardig is, en hitte -uitruilers van verskillende temperature van die termopile -aansluitings.

Die elektriese stroombaan -diagram lyk so: termokoppels van halfgeleiers, reghoekige pote van n- en p-tipe geleidingsvermoë, gekoppelde plate koue en warm legerings, sowel as hoë las.

Onder die positiewe aspekte van die termo -elektriese module word kennis geneem van die moontlikheid om absoluut in alle omstandighede te gebruik ., insluitend staptogte, en buitendien gemak van vervoer. Boonop bevat daar geen bewegende dele nie, wat geneig is om vinnig te verslyt.

En die nadele sluit ver van lae koste, lae doeltreffendheid (ongeveer 2-3%) in, sowel as die belangrikheid van 'n ander bron wat 'n rasionele temperatuurverlaging bied.

Daar moet op gelet word dat wetenskaplikes werk aktief aan die vooruitsigte om alle foute by die verkryging van energie op hierdie manier te verbeter en uit te skakel … Eksperimente en navorsing is aan die gang om die doeltreffendste termiese batterye te ontwikkel wat die doeltreffendheid kan verhoog.

Dit is egter taamlik moeilik om die optimaliteit van hierdie opsies te bepaal, aangesien dit slegs op praktiese aanwysers gebaseer is, sonder om 'n teoretiese basis te hê.

Met inagneming van al die tekortkominge, naamlik die onvoldoende materiaal vir termo -legerings, is dit nogal moeilik om oor 'n deurbraak in die nabye toekoms te praat.

Daar is 'n teorie dat fisici op die huidige stadium 'n tegnologies nuwe metode sal gebruik om legerings te vervang met meer doeltreffende, afsonderlik met die bekendstelling van nanotegnologie . Boonop is die opsie om nie-tradisionele bronne te gebruik, moontlik. By die Universiteit van Kalifornië is 'n eksperiment uitgevoer waar termiese batterye vervang is deur 'n gesintetiseerde kunsmatige molekule, wat as bindmiddel vir goue mikroskopiese halfgeleiers dien. Volgens die uitgevoerde eksperimente het dit duidelik geword dat slegs die tyd die effektiwiteit van die huidige navorsing sal leer.

Tipe oorsig

Afhangende van die metodes om elektrisiteit, warmtebronne en alle termo -elektriese kragopwekkers is van verskillende tipes, afhangende van die tipes strukturele elemente wat betrokke is.

Brandstof . Hitte word verkry uit die verbranding van brandstof, wat steenkool, aardgas en olie is, sowel as hitte wat verkry word deur die verbranding van pirotegniese groepe (damme).

Atoom -termo -elektriese kragopwekkers , waarin die bron die hitte van 'n atoomreaktor is (uraan-233, uraan-235, plutonium-238, torium), dikwels is 'n termiese pomp die tweede en derde fase van omskakeling.

Sonkragopwekkers opwek hitte uit sonkommunikators wat ons in die alledaagse lewe ken (spieëls, lense, hittepype).

Herwinningsaanlegte genereer hitte uit allerhande bronne, wat lei tot die vrystelling van afvalhitte (uitlaatgasse en rookgasse, ens.).

Radio -isotoop hitte word verkry deur verval en splitsing van isotope, hierdie proses word gekenmerk deur die onbeheerbaarheid van die skeuring self, en die gevolg is die halfleeftyd van die elemente.

Gradiënt termo -elektriese kragopwekkers is gebaseer op die temperatuurverskil sonder enige inmenging van buite: tussen die omgewing en die eksperimenteerplek (spesiaal toegeruste toerusting, industriële pypleidings, ens.) deur die aanvanklike aanloopstroom te gebruik. Die gegewe tipe termo-elektriese kragopwekker is gebruik met die gebruik van die elektriese energie verkry uit die Seebeck-effek vir omskakeling in termiese energie volgens die Joule-Lenz-wet.

Aansoeke

As gevolg van hul lae doeltreffendheid, word termo -elektriese kragopwekkers wyd gebruik waar daar geen ander opsies vir energiebronne is nie, sowel as tydens prosesse met aansienlike hittetekorte.

Houtstowe met elektriese kragopwekker

Hierdie toestel word gekenmerk deur die teenwoordigheid van 'n geëmailleerde oppervlak, 'n bron van elektrisiteit, insluitend 'n verwarmer. Die krag van so 'n toestel kan genoeg wees om 'n mobiele toestel of ander toestelle met behulp van die sigaretaansteker vir motors op te laai . Op grond van die parameters kan die gevolgtrekking gemaak word dat die kragopwekker sonder normale toestande kan werk, naamlik sonder die teenwoordigheid van gas, verwarmingstelsel en elektrisiteit.

Industriële termo -elektriese kragopwekkers

BioLite het 'n nuwe model vir staproetes aangebied - 'n draagbare stoof wat nie net kos opwarm nie, maar ook u mobiele toestel laai. Dit alles is moontlik danksy die termo -elektriese generator wat in hierdie toestel ingebou is.

Hierdie toestel sal u perfek bedien tydens staptogte, visvang of oral waar u van alle toestande van die moderne beskawing af is. Die werk van die BioLite -generator word gekenmerk deur die verbranding van brandstof, wat opeenvolgend langs die mure oorgedra word en elektrisiteit opwek. Met die gevolglike elektrisiteit kan u die telefoon laai of die LED verlig.

Radio -isotoop termo -elektriese kragopwekkers

In hulle is die bron van energie hitte, wat gevorm word as gevolg van die afbreek van mikro -elemente. Hulle benodig 'n konstante toevoer van brandstof, en het dus meer as ander kragopwekkers . Die beduidende nadeel daarvan is egter dat tydens die werking veiligheidsreëls nagekom moet word, aangesien daar bestraling van geïoniseerde materiale is.

Ondanks die feit dat die bekendstelling van sulke kragopwekkers gevaarlik kan wees, ook vir die omgewingsituasie, is die gebruik daarvan redelik algemeen. Byvoorbeeld, hulle beskikking is moontlik nie net op die aarde nie, maar ook in die ruimte . Dit is bekend dat radio -isotoopopwekkers gebruik word om navigasiestelsels te laai, meestal op plekke waar daar geen kommunikasiestelsels is nie.

Termiese spoorelemente

Termiese batterye dien as omsetters, en die ontwerp daarvan bestaan uit elektriese meetinstrumente wat in Celsius gekalibreer is. Die fout in sulke toestelle word gewoonlik gelykstaande aan 0,01 grade . Maar daar moet op gelet word dat hierdie toestelle ontwerp is vir gebruik in die reeks van die minimum lyn van absolute nul tot 2000 grade Celsius.

Termiese kragopwekkers het onlangs baie gewild geword as hulle werk op plekke wat moeilik bereikbaar is en heeltemal sonder kommunikasiestelsels werk. Hierdie plekke sluit in ruimte, waar hierdie toestelle toenemend gebruik word as alternatiewe kragtoevoer aan boord van ruimtetuie.

In verband met die ontwikkeling van wetenskaplike en tegnologiese vooruitgang, sowel as diepgaande navorsing oor fisika, word die gebruik van termo-elektriese kragopwekkers in voertuie vir die herwinning van hitte-energie besig om gewild te word om stowwe wat uit die uitlaatsisteme onttrek word, te verwerk motors.