2024 Muallif: Beatrice Philips | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-16 06:02
Issiqlik elektr stantsiyalari dunyoda energiya ishlab chiqarishning eng arzon varianti sifatida tan olingan. Ammo bu usulning muqobil varianti bor, u ekologik toza - termoelektr generatorlari (TEG).
Bu nima?
Termoelektrik generator - bu issiqlik elementlari tizimi yordamida issiqlik energiyasini elektr energiyasiga aylantirishdan iborat qurilma.
Bu nuqtai nazardan "issiqlik" energiyasi tushunchasi unchalik to'g'ri talqin qilinmagan, chunki issiqlik faqat bu energiyani aylantirish usulini bildiradi.
TEG - bu 19 -asrning 20 -yillarida nemis fizigi Tomas Seebek tomonidan birinchi marta tasvirlangan termoelektrik hodisa . Seebeck tadqiqotining natijasi ikki xil materialdan iborat elektr qarshiligi sifatida talqin qilinadi, lekin butun jarayon faqat haroratga bog'liq holda davom etadi.
Qurilma va ishlash printsipi
Termoelektrik generatorning ishlash printsipi yoki uni issiqlik nasosi deyiladi, issiqlik o'tkazuvchanligini parallel yoki ketma -ket ulangan yarimo'tkazgichlarning issiqlik elementlari yordamida elektr energiyasiga aylantirishga asoslangan.
Tadqiqot jarayonida nemis olimi tomonidan butunlay yangi Peltier effekti yaratildi Bu shuni ko'rsatadiki, lehim paytida yarimo'tkazgichlarning mutlaqo boshqa materiallari ularning lateral nuqtalari orasidagi harorat farqini aniqlashga imkon beradi.
Ammo bu tizim qanday ishlashini qanday tushunasiz? Hamma narsa juda oddiy, bunday tushuncha ma'lum bir algoritmga asoslangan: elementlardan biri soviganida, ikkinchisi qizdirilganda biz tok va kuchlanish energiyasini olamiz. Bu usulni boshqalardan ajratib turadigan asosiy xususiyati shundaki, bu erda har xil issiqlik manbalaridan foydalanish mumkin .shu jumladan yaqinda o'chirilgan pechka, chiroq, olov yoki hatto faqat choy quyilgan chashka. Xo'sh, sovutish elementi ko'pincha havo yoki oddiy suvdir.
Bu issiqlik generatorlari qanday ishlaydi? Ular o'tkazgich materiallaridan tayyorlangan maxsus termal batareyalardan va termopil ulanishlarining harorati har xil bo'lgan issiqlik almashinuvchilardan iborat.
Elektr sxemasi quyidagicha ko'rinadi: yarimo'tkazgichlarning termokupllari, n va p tipidagi o'tkazuvchanlik to'rtburchaklar oyoqlari, sovuq va issiq qotishmalarning bog'langan plitalari, shuningdek yuqori yuk.
Termoelektrik modulning ijobiy tomonlari orasida har qanday sharoitda mutlaqo foydalanish imkoniyati qayd etilgan .shu jumladan, sayohatlar va tashish qulayligi. Bundan tashqari, ularda tez eskiradigan harakatlanuvchi qismlar yo'q.
Kamchiliklarga past narx, uzoq samaradorlik (taxminan 2-3%), shuningdek, haroratning oqilona pasayishini ta'minlaydigan boshqa manbaning ahamiyati kiradi.
Shuni ta'kidlash kerakki olimlar shu tarzda energiya olishdagi barcha xatolarni takomillashtirish va yo'q qilish istiqbollari ustida faol ishlamoqda … Samaradorlikni oshirishga yordam beradigan eng samarali issiqlik batareyalarini ishlab chiqarish bo'yicha tajribalar va tadqiqotlar davom etmoqda.
Biroq, bu variantlarning maqbulligini aniqlash juda qiyin, chunki ular nazariy asosga ega bo'lmagan holda, faqat amaliy ko'rsatkichlarga asoslangan.
Barcha kamchiliklarni, ya'ni termopil qotishmalari uchun materiallarning etishmasligini hisobga olsak, yaqin kelajakda yutuq haqida gapirish juda qiyin.
Hozirgi bosqichda fiziklar qotishmalarni yanada samaralilariga almashtirishning texnologik jihatdan yangi usulini, alohida nanotexnologiyani joriy qilishdan foydalanishadi degan nazariya mavjud . Bundan tashqari, noan'anaviy manbalardan foydalanish imkoniyati mavjud. Shunday qilib, Kaliforniya Universitetida tajriba o'tkazildi, u erda termal batareyalar oltin mikroskopik yarimo'tkazgichlar uchun bog'lovchi vazifasini bajaradigan sintez qilingan sun'iy molekula bilan almashtirildi. O'tkazilgan tajribalarga ko'ra, hozirgi tadqiqot samaradorligini vaqt ko'rsatishi aniq bo'ldi.
Turi haqida umumiy ma'lumot
Elektr ishlab chiqarish usullariga qarab, issiqlik manbalari va barcha termoelektrik generatorlar tarkibiga kiruvchi strukturaviy elementlarning turiga qarab bir necha turga bo'linadi.
Yoqilg'i . Issiqlik ko'mir, tabiiy gaz va neft bo'lgan yoqilg'ining yonishidan, shuningdek pirotexnik guruhlarning (shashka) yonishi natijasida olingan issiqlikdan olinadi.
Atomli termoelektrik generatorlar , manba-bu atom reaktorining issiqligi (uran-233, uran-235, plutoniy-238, toriy), ko'pincha bu erda termal nasos konversiyaning ikkinchi va uchinchi bosqichidir.
Quyosh generatorlari kundalik hayotda bizga ma'lum bo'lgan quyosh kommunikatorlaridan issiqlik hosil qiladi (ko'zgular, linzalar, issiqlik quvurlari).
Qayta ishlash zavodlari har xil manbalardan issiqlik hosil qiladi, buning natijasida chiqindi issiqlik chiqariladi (chiqindi va tutunli gazlar va boshqalar).
Radioizotop issiqlik izotoplarning parchalanishi va bo'linishi natijasida olinadi, bu jarayon bo'linishning o'zi boshqarilmasligi bilan tavsiflanadi va natijada elementlarning yarim yemirilish davri bo'ladi.
Gradientli termoelektrik generatorlar har qanday tashqi aralashuvsiz harorat farqiga asoslanadi: atrof -muhit va tajriba maydoni o'rtasida (maxsus jihozlangan uskunalar, sanoat quvurlari va boshqalar) dastlabki ishga tushirish oqimi yordamida. Joe-Lenz qonuniga muvofiq issiqlik energiyasiga aylantirish uchun Seebeck effektidan olingan elektr energiyasidan foydalangan holda berilgan termoelektr generatori ishlatilgan.
Ilovalar
Kam samaradorligi tufayli termoelektrik generatorlar keng qo'llaniladi energiya manbalari uchun boshqa variantlar bo'lmagan joylarda, shuningdek, issiqlik etishmasligi sezilarli bo'lgan jarayonlarda.
Elektr generatorli yog'och pechlar
Ushbu qurilma sirlangan sirt, elektr manbai, shu jumladan isitgich mavjudligi bilan ajralib turadi. Bunday qurilmaning kuchi mobil qurilmani yoki boshqa qurilmalarni avtomobillar uchun sigaret zajigalka rozetkasi yordamida zaryad qilish uchun etarli bo'lishi mumkin . Parametrlarga asoslanib, generator normal sharoitlarsiz, ya'ni gaz, isitish tizimi va elektrsiz ishlashga qodir, degan xulosaga kelish mumkin.
Sanoat issiqlik elektr generatorlari
BioLite sayohatlar uchun yangi modelni taqdim etdi - bu nafaqat ovqatni isitibgina qolmay, balki mobil qurilmangizni zaryadlovchi ko'chma pechka. Bularning barchasi ushbu qurilmaga o'rnatilgan termoelektr generatori tufayli mumkin.
Bu qurilma sizga sayohatlar, baliq ovlash yoki zamonaviy tsivilizatsiyaning barcha sharoitlaridan uzoqda bo'lgan joyda mukammal xizmat qiladi. BioLite generatorining ishi yonilg'i yonishi bilan tavsiflanadi, u devorlar bo'ylab ketma -ket uzatiladi va elektr energiyasini ishlab chiqaradi. Olingan elektr energiyasi telefonni zaryad qilish yoki LEDni yoqish imkonini beradi.
Radioizotopli termoelektr generatorlari
Ularda energiya manbai mikroelementlarning parchalanishi natijasida hosil bo'lgan issiqlikdir. Ular doimiy yonilg'i ta'minotiga muhtoj, shuning uchun ular boshqa generatorlardan ustunlik qiladi . Ammo ularning muhim kamchiligi shundaki, ish paytida xavfsizlik qoidalariga rioya qilish kerak, chunki ionlangan materiallardan nurlanish bor.
Bunday generatorlarni ishga tushirish xavfli bo'lishi mumkinligiga qaramay, shu jumladan ekologik vaziyat uchun ham ulardan foydalanish juda keng tarqalgan. Misol uchun, ularni yo'q qilish nafaqat Yerda, balki kosmosda ham mumkin . Ma'lumki, radioizotop generatorlari navigatsiya tizimini zaryad qilish uchun ishlatiladi, ko'pincha aloqa tizimlari bo'lmagan joylarda.
Termal iz elementlari
Termal batareyalar konvertor vazifasini bajaradi va ularning dizayni Selsiy bo'yicha kalibrlangan elektr o'lchash asboblaridan iborat. Bunday qurilmalarda xato odatda 0,01 darajaga teng . Ammo shuni ta'kidlash kerakki, bu qurilmalar minimal noldan 2000 gradusgacha bo'lgan chegarada foydalanish uchun mo'ljallangan.
Issiqlik energiyasini ishlab chiqaruvchilar yaqinda aloqa tizimlaridan mutlaqo mahrum bo'lgan, borish qiyin bo'lgan joylarda ishlashda keng ommalashdi. Bu joylarga Space kiradi, bu qurilmalar kosmik transport vositalarida alternativ quvvat manbai sifatida tobora ko'proq foydalanilmoqda.
Ilmiy-texnik taraqqiyotning rivojlanishi va fizikada chuqur tadqiqotlar olib borilishi munosabati bilan issiqlik energiyasini qaytarish uchun avtotransport vositalarida termoelektr generatorlarini ishlatish, chiqindi tizimlaridan chiqadigan moddalarni qayta ishlashda ommalashib bormoqda. mashinalar.
Tavsiya:
Shag'al Toshli Ekran: Tırtıllar Va Boshqa Turdagi Harakatlanuvchi Tebranuvchi Ekranlar, Maydalangan Toshni Axlatdan Ajratish Modellari Qurilmasi Va Ularning Ishlash Printsipi
Ezilgan tosh ekran nima? Vibratsiyali ekranli mobil skanerlar va boshqa bunday uskunalar haqida nima deyish mumkin? Ularning ish printsipi nima va qanday qilib to'g'ri tanlov qilish kerak?
Shlangi Presslar (43 Ta Rasm): Bosim O'lchagichli Qo'lda Ishlaydigan Modellar Va Ularning Ishlash Printsipi, Boshqa Turlari. Bu Nima Va Matbuot Qanday Ishlaydi? Ularning Qurilmasi
Shlangi presslar: bosim o'lchagichli qo'lda ishlaydigan modellar va ularning ishlash printsipi, boshqa turlari. Bu nima va matbuot qanday ishlaydi?
To'ldiriladigan Basseynlar (17 Ta Rasm): To'lqinli Hovuzlarning Qurilmasi Va Ishlash Printsipi, Ularning Ijobiy Va Salbiy Tomonlari
To'ldiriladigan hovuzlar va ularning xususiyatlari. To'ldiriladigan hovuzlarning qurilmasi va ishlash printsipi. Dizaynlarning afzalliklari va kamchiliklari. To'ldirilgan havzalar va skimmer havzalari o'rtasidagi farq nima? Qaysi biri afzalroq?
Shisha Idishlar: Eng Yaxshi Modellarning Reytingi, Qurilmasi Va Ishlash Printsipi, Uch Tayoqli Va Past Yig'ish Balandligi Va Boshqalar
Shisha idishlar nima? Eng yaxshi shisha idishlar modellarining reytingi. Qurilmaning xususiyatlari va shisha uyasining ishlash printsipi. Buni qanday ishlatish kerak?
Pechning Kuchi: O'rnatilgan Elektr Pechlar Uchun Energiya Sinflari. Quvvat Iste'moli Va Ulanish Quvvati Nima? Pech Soatiga Qancha Energiya Sarflaydi?
Elektr pechining kuchi: bu nima va uni qanday bilasiz? Kerakli quvvatga ega pechni qanday tanlash mumkin? Elektr sarfini kamaytirish va pulni tejash bo'yicha maslahatlar
