什么是热电发电机:工作及其用途

在1821年,一个名叫约翰塞贝克的着名科学家恢复了两种各种导体之间开发的概念热梯度,这可以产生电力。关于热电效应,存在一种称为导电物质中的温度梯度的概念,其产生热量和电荷载体扩散中的结果。这种热流在发育的热和冷却物质之间电压区别。因此,这种情况已经发现了设备热电发电机,今天,我们的文章是其工作,优势,局限性和相关概念。

什么是热电发电机?

热电是单词电气和热量组合的名称。因此,名称表示热力对应于热能,电力对应于电能。热电发电机是在两个部分之间产生的温度差的转换中实现的装置电能形式。这是基本的热电发电机定义


这些装置取决于涉及界面的热电效应,通过固体组分在热流和电力之间发生的界面。

施工

热电发电机是由两种基本结构造的固态热部件的装置,其是p型和n型。p型结具有增加的+ ve电荷浓度,n型结具有增加的带电元件的浓度。

在条件下掺杂p型组分,以具有更高的带电载流子或孔,从而提供正塞贝克系数。以类似的方式,n型分量被掺杂以具有更多负电荷载波,从而提供负类型的回想系数。

热电发电机工作
热电发电机工作

随着两个结之间的电连接的通过,每个带正电荷的载体移动到n结,并且类似地带负电荷的载体移动到p结。在里面热电发电机结构,最具实施的元素是碲化物。


它是由碲和铅构成的组分,其具有最小量的钠或铋。除此之外,在该器件结构中使用的其他元素是硫化铋,碲化肽,碲化酰胺,砷化铟,碲化锗和许多其他元素。用这些材料,热电发电机设计可以做到。

热电发电机工作原理

热电发电机工作取决于回忆效果。在这种情况下,当金属结保持在各种温度水平时,在两种各种金属之间形成的环产生EMF。由于这种情况,这些也被称为偏见发电机。该热电发电机块图显示为:

框图
框图

热电发电机通常包括在高温值下保持的热源,也包括散热器。这里,散热温度必须小于热源的温度。热源和散热器的温度值的变化允许跨越负载部分的流动电流。

在这种能量转换中,没有与其他类型的能量转换不同的过渡能量转化。因为这一点,它被称为直接能量转换。由于这种回忆效应的产生功率是单相直流类型,并且表示为i2R.L.其中R1对应于负载时的电阻值。

可以以两种方式增加输出电压和功率值。一种是通过增加在热和冷边缘之间上升的温度变化,另一个是与热电发电机形成串联连接。

该TEG器件的电压由V =αδT给出,

其中'α'对应于回光系数和'δ'是两个结之间的温度变化。由此,电流由

i =(v / r + rL.

由此,电压方程是

v =αΔt/ r + rL.

由此,负载部分的电流是

P =(αδt/ r + rL.2(r.L.

当r到达r时,额定电额定值就有更多L., 然后

PMAX =(αΔt)2/(4r)

将有电流流动到热边的热量和从冷缘去除热量的时间。并且所开发的电流处于DC形式,可转换为交流型逆变器。通过实现变压器的实施可以更具增强电压值。

这种能量转换也可以是可逆的,在能量流动路径可以反过来时。当直流电源和负载都从边缘移除时,可以简单地从热电发电机中抽出热量。所以,这是热电发电机理论在工作后面。

热电发电机效率方程

该装置的效率表示为负载部分的电阻器处的电阻器的产生功率的比例,到负载电阻器的热流。该比率表示为

效率=(RL的产生功率)/(热流'Q')

=(I.2R.L./ q

效率=(αΔt/ r + rL.2(r.L./ q

这就是如何计算热电发电机的效率。

热电发电机类型

基于TEG器件尺寸,热源和散热源的种类,电力能力和应用目的,TEG主要被归类为三种类型,其中包括:

  • 化石燃料发电机
  • 核燃料发电机
  • 太阳能源生成器

化石燃料发电机

这种类型的发电机设计用于利用煤油,天然气,丁烷,木材,丙烷和喷射燃料作为热源。对于商业应用,输出功率范围为10-100瓦。这些类型的热电发电机在导航辅助中的远程位置采用,信息收集,通信网络中的信息收集以及阴极安全性,因此避免了从破坏金属管和海洋系统的电解。必威体育怎么登录

核燃料发电机

可以利用放射性同位素的分解组分来为TEG器件提供增加的温度热源。由于这些器件相应地对核发射相应地明智并且可以长时间使用热源元件,因此这些核燃隆的热电发电机应用于远程应用。

太阳能发电机

已经采用了太阳能热电发电机,以提供远程位置和欠发达地区的电力最小尺寸的灌溉泵。建造太阳能热电发电机以供应用于轨道宇宙飞船的电力。

热电发电机的优点和缺点

热电发电机的优点是:

  • 由于本TEG器件中使用的所有组件是固态的,因此它们具有增强的可靠性
  • 极端的燃料源
  • TEG器件被构造成输送功率范围,而不是MW的电源,而大于KW,这意味着它们具有巨大的可扩展性
  • 这些是直接能量变换设备
  • 默默运动
  • 最小的大小
  • 即使在极端和零的重力范围内也可以起作用

热电发电机的缺点是:

  • 与其他种类的发电机相比,这些有点昂贵
  • 这些具有最小的效率
  • 最小的热性能
  • 这些设备需要更多的输出电阻

热电发电机应用

  • 为了提高汽车的燃料性能,主要采用TEG器件。这些发电机利用在车辆操作时产生的热量
  • 塞贝克发电用于为航天器提供电力。
  • 实现热电发电机为远程站提供电力,例如天气系统,继电器网络等

因此,这是关于热电发电机的详细概念。总的来说,由于发电机具有巨大的突出,它们广泛用于许多领域的许多应用中。除了这些相关的概念外,这里清楚已知的其他概念是什么热电发电机温差

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