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 ред.

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?] ред.

  • 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 ред.

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 ред.

Посилання ред.

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

Джерела ред.