Источники Электричества

Термогенератор. Термоэлектрический Генератор.
Работа и его Устройство.

Тема — Термогенератор. Термоэлектрический Генератор. Работа и его Устройство.


Термоэлектрический Генератор. Термогенератор. Устройство и Принцип Действия.Термоэлектрический генератор (или термогенератор) — представляет собой электротехническое устройство, способное на прямое преобразование тепла (тепловой энергии) в электроэнергию. Термогенераторы содержат в своей конструкции термоэлементы — различных соединения материалов, которые образуют термопары. Общий принцип действия термоэлектрического генератора основан на использовании эффекта термо-ЭДС Зеебека. Суть данного эффект заключается в трансформации энергии по средствам разности имеющихся температур на различных участках устройства. В результате возникает ЭДС на клеммах термогенератора.


Секрет эффекта термо-ЭДС таится в следующем — нагревая электрический проводник, отрицательно заряженные частицы (электроны) находящиеся внутри данного проводника принимают дополнительную кинетическую энергию. В результате они становятся более активней. То есть, электроны вращаются вокруг атомов и обладают отрицательным зарядом «-». Две заряженные частицы, которые имеют одинаковый род заряда, как известно, пытаются оттолкнуться друг от друга. В условиях нормальной температуры, электроны атома вещества имеют мало энергии. Это соответствует определённой силе отталкивания друг от друга. Если увеличить температуру, у электронов повысится их энергия, а это усилит отталкивание.


Теперь давайте с Вами посмотрим на то, как можно применить этот эффект для последующего получения электроэнергии. И так, мы имеем полупроводник, который имеет два слоя «n» и «p» проводимости. У первого из них (n) внутри переизбыток электронов, у другого (p), их недостаток. При соединении эти двух слоёв между ними, в пограничной зоне, образуется прослойка, что противодействует переходу электронов из места с их избытком, в то место, где их недостаток. Вот здесь то, температура нам в помощь. При нагревании этой пограничной зоны происходит сообщение дополнительной энергии электронам, которая им поможет преодолеть запретную зону и перейти с одного слоя в другой. В том месте, откуда ушли электроны, появился положительный заряд, а в то место, куда перешли — отрицательный заряд. Вот и термо-ЭДС.


Что касается самой конструкции термоэлектрического генератора. У нас имеется 2 полупроводника в виде кубиков (слои «n» и «p» проводимости). На одной стороне они контактируют с проводником. Над этим проводником диэлектрический слой (что препятствует течению электричества, но хорошо проводит тепло). Над этим слоем изоляции находится часть, которая принимает тепло извне. С другой же стороны нашего полупроводника, к каждому из переходов электрически подсоединен металлический проводник (он не замыкает зоны «n» и «p» вместе). Эти проводники являются контактными выводами термогенератора. За проводником находится диэлектрик, за которым часть устройства для охлаждения термогенератора. В итоге мы имеем 2 пластины (на противоположных сторонах, для нагревания и охлаждения).


Подобные термогенераторы имеют довольно малый КПД (всего единицы %). По этой причине, для производства электрической энергии в больших количествах их применение невыгодно. Но в силу того, что сам принцип получения электрической энергии обладает простотой, экологичностью, безопасностью, надежностью, минимальными габаритами, мобильностью и т.д., то данное устройство нашлось себе другое применение. К примеру, Вы поехали на природу отдохнуть. В течение продолжительного времени у Вас не будет возможности зарядить мобильный телефон. Здесь и будет полезен термоэлектрический генератор (сделанный из «модулей Пельтье»). Данное самодельное устройство имеет размеры около двух сигаретных пачек. Энергию для него можно взять от разожженного костра либо от раскалённых углей. Это устройство может обеспечить мощность для питания мобильников, фонариков, цифровых фотоаппаратов, приёмников и т.д.


Модуля Пельтье является термоэлектрическим устройством, которое используется для охлаждения процессоров (стоящих на компьютерах). Его можно приобрести в компьютерных магазинах. По стоимости оно не так уж и дорого. Изначально данный модуль работает как холодильник, при подаче на него напряжения, но если его начать подогревать с одной стороны и охлаждать с другой, то он может и генерировать электроэнергию.


Узнал что-то Новое?
Поставь Свой Плюс»



 
« Пред.   След. »
обучение электрике