Jenereta Za Thermoelectric: Radioisotope Na Zingine. Kanuni Ya Utendaji Wa Jenereta Za Nishati Kwa Matumizi Ya Viwandani. Kifaa Chao

2024 Mwandishi: Beatrice Philips | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-16 05:59

Mitambo ya nguvu ya joto hutambuliwa ulimwenguni kama chaguo cha bei rahisi zaidi cha kuzalisha nishati. Lakini kuna njia mbadala ya njia hii, ambayo ni rafiki wa mazingira - jenereta za umeme (TEG).

Ni nini?

Jenereta ya umeme wa umeme ni kifaa ambacho kazi yake ni kubadilisha nishati ya joto kuwa umeme kwa kutumia mfumo wa vitu vya joto.

Dhana ya nishati "ya joto" katika muktadha huu haifasiriwi kwa usahihi kabisa, kwani joto inamaanisha njia tu ya kubadilisha nishati hii.

TEG ni hali ya joto-umeme ambayo ilionyeshwa kwanza na mwanafizikia wa Ujerumani Thomas Seebeck katika miaka ya 20 ya karne ya 19 . Matokeo ya utafiti wa Seebeck hufasiriwa kama upinzani wa umeme katika mzunguko wa vifaa viwili tofauti, lakini mchakato mzima unaendelea tu kulingana na hali ya joto.

Kifaa na kanuni ya utendaji

Kanuni ya utendaji wa jenereta ya umeme, au, kama inavyoitwa pia, pampu ya joto, inategemea ubadilishaji wa nishati ya joto kuwa nishati ya umeme kwa kutumia vitu vya joto vya semiconductors, ambavyo vimeunganishwa kwa sambamba au kwa safu.

Wakati wa utafiti, athari mpya kabisa ya Peltier iliundwa na mwanasayansi wa Ujerumani , ambayo inaonyesha kuwa vifaa tofauti kabisa vya semiconductors wakati wa kutengenezea hufanya iwezekane kugundua utofauti wa joto kati ya alama zao za nyuma.

Lakini unaelewaje jinsi mfumo huu unafanya kazi? Kila kitu ni rahisi sana, dhana kama hiyo inategemea algorithm fulani: wakati moja ya mambo yamepozwa, na nyingine inapokanzwa, basi tunapata nguvu ya sasa na voltage. Kipengele kikuu kinachotofautisha njia hii kutoka kwa zingine ni kwamba kila aina ya vyanzo vya joto vinaweza kutumika hapa ., pamoja na jiko, taa, moto au hata kikombe kilicho na chai iliyomwagika hivi karibuni. Kweli, kitu cha kupoza mara nyingi ni hewa au maji ya kawaida.

Je! Jenereta hizi za joto hufanya kazije? Zinajumuisha betri maalum za mafuta, ambazo hutengenezwa kutoka kwa vifaa vya kondakta, na ubadilishaji wa joto wa joto tofauti za makutano ya thermopile.

Mchoro wa mzunguko wa umeme unaonekana kama hii: thermocouples ya semiconductors, miguu ya mstatili ya n- na p-aina ya conductivity, sahani zilizounganishwa za aloi baridi na moto, pamoja na mzigo mkubwa.

Miongoni mwa mambo mazuri ya moduli ya umeme, uwezekano wa kutumia kabisa katika hali zote imebainika ., pamoja na kuongezeka, na zaidi, urahisi wa usafirishaji. Kwa kuongezea, hakuna sehemu zinazohamia ndani yao, ambazo huvaa haraka.

Na hasara ni pamoja na mbali na gharama ndogo, ufanisi mdogo (takriban 2-3%), na pia umuhimu wa chanzo kingine ambacho kitatoa kushuka kwa busara kwa joto.

Ikumbukwe kwamba wanasayansi wanafanya kazi kikamilifu juu ya matarajio ya kuboresha na kuondoa makosa yote katika kupata nishati kwa njia hii … Majaribio na utafiti unaendelea kukuza betri zenye joto zaidi ambazo zitasaidia kuongeza ufanisi.

Walakini, ni ngumu sana kujua ukweli wa chaguzi hizi, kwani zinategemea tu viashiria vya vitendo, bila kuwa na msingi wa nadharia.

Kuzingatia mapungufu yote, ambayo ni, upungufu wa vifaa vya aloi ya thermopile, ni ngumu kuzungumzia juu ya mafanikio katika siku za usoni.

Kuna nadharia kwamba katika hatua ya sasa wanafizikia watatumia njia mpya ya kiteknolojia ya kubadilisha aloi na bora zaidi, kando na kuanzishwa kwa teknolojia ya teknolojia ya teknolojia . Kwa kuongezea, chaguo la kutumia vyanzo visivyo vya jadi inawezekana. Kwa hivyo, katika Chuo Kikuu cha California, jaribio lilifanywa ambapo betri za mafuta zilibadilishwa na molekuli ya bandia, ambayo ilifanya kama binder kwa semiconductors za dhahabu ndogo. Kulingana na majaribio yaliyofanywa, ikawa wazi kuwa ni wakati tu utakaoelezea ufanisi wa utafiti wa sasa.

Andika muhtasari

Kulingana na njia za kuzalisha umeme, vyanzo vya joto, na jenereta zote za umeme ni za aina kadhaa kulingana na aina ya vitu vya kimuundo vinavyohusika.

Mafuta . Joto hupatikana kutoka kwa mwako wa mafuta, ambayo ni makaa ya mawe, gesi asilia na mafuta, na pia joto linalopatikana kwa mwako wa vikundi vya pyrotechnic (checkers).

Jenereta za atomiki za umeme , ambayo chanzo ni joto la mtambo wa atomiki (uranium-233, uranium-235, plutonium-238, thorium), mara nyingi hapa pampu ya mafuta ni hatua ya pili na ya tatu ya ubadilishaji.

Jenereta za jua toa joto kutoka kwa wanaowasiliana na jua ambao tunajulikana katika maisha ya kila siku (vioo, lensi, mabomba ya joto).

Mimea ya kuchakata hutoa joto kutoka kwa kila aina ya vyanzo, na kusababisha kutolewa kwa joto la taka (kutolea nje na gesi za moshi, nk).

Redio ya redio joto hupatikana kwa kuoza na kugawanyika kwa isotopu, mchakato huu unaonyeshwa na kutodhibitiwa kwa kugawanyika yenyewe, na matokeo yake ni nusu ya maisha ya vitu.

Jenereta za gradient thermoelectric ni msingi wa tofauti ya joto bila usumbufu wowote wa nje: kati ya mazingira na tovuti ya majaribio (vifaa vyenye vifaa, bomba za viwandani, nk) kwa kutumia sasa ya mwanzo. Aina iliyopewa ya jenereta ya umeme ilitumika na matumizi ya nishati ya umeme inayopatikana kutoka kwa athari ya Seebeck kwa ubadilishaji kuwa nishati ya joto kulingana na sheria ya Joule-Lenz.

Maombi

Kwa sababu ya ufanisi wao mdogo, jenereta za umeme hutumiwa sana ambapo hakuna chaguzi zingine za vyanzo vya nishati, na pia wakati wa michakato na uhaba mkubwa wa joto.

Jiko la kuni na jenereta ya umeme

Kifaa hiki kinaonyeshwa na uwepo wa uso wa enamelled, chanzo cha umeme, pamoja na heater. Nguvu ya kifaa kama hicho inaweza kuwa ya kutosha kuchaji kifaa cha rununu au vifaa vingine kwa kutumia tundu nyepesi la sigara kwa magari . Kulingana na vigezo, inaweza kuhitimishwa kuwa jenereta ina uwezo wa kufanya kazi bila hali ya kawaida, ambayo ni, bila uwepo wa gesi, mfumo wa joto na umeme.

Viwanda Jenereta ya Thermoelectric

BioLite imewasilisha mtindo mpya wa kusafiri - jiko linaloweza kubeba ambalo sio tu litawasha chakula, lakini pia huchaji kifaa chako cha rununu. Yote hii inawezekana shukrani kwa jenereta ya umeme iliyojengwa kwenye kifaa hiki.

Kifaa hiki kitakusaidia kabisa kwenye kuongezeka, uvuvi au mahali popote mbali kutoka kwa hali zote za ustaarabu wa kisasa. Kazi ya jenereta ya BioLite inaonyeshwa na mwako wa mafuta, ambayo hupitishwa mfululizo kwa kuta na hutoa umeme. Umeme unaosababishwa utakuruhusu kuchaji simu au kuangaza LED.

Jenereta za redio za umeme za redio

Ndani yao, chanzo cha nishati ni joto, ambalo hutengenezwa kama matokeo ya kuvunjika kwa vitu vidogo. Wanahitaji usambazaji wa mafuta kila wakati, kwa hivyo wana ubora zaidi ya jenereta zingine . Walakini, shida yao kubwa ni kwamba wakati wa operesheni ni muhimu kuzingatia sheria za usalama, kwani kuna mionzi kutoka kwa vifaa vya ionized.

Licha ya ukweli kwamba uzinduzi wa jenereta kama hizo unaweza kuwa hatari, pamoja na hali ya mazingira, matumizi yao ni ya kawaida. Kwa mfano, ovyo yao inawezekana sio tu duniani, bali pia katika nafasi . Inajulikana kuwa jenereta za radioisotopu hutumiwa kuchaji mifumo ya urambazaji, mara nyingi katika maeneo ambayo hakuna mifumo ya mawasiliano.

Vipengele vya kuwafuata mafuta

Betri za joto hufanya kama waongofu, na muundo wao umeundwa na vifaa vya kupimia umeme vilivyosawazishwa katika Celsius. Hitilafu katika vifaa vile kawaida hulinganishwa na digrii 0.01 . Lakini ikumbukwe kwamba vifaa hivi vimeundwa kutumiwa kwa anuwai kutoka kwa kiwango cha chini cha sifuri kabisa hadi digrii 2000 za Celsius.

Jenereta za nguvu za joto hivi karibuni zimepata umaarufu mkubwa wakati wa kufanya kazi katika maeneo magumu kufikia ambayo hayana kabisa mifumo ya mawasiliano. Maeneo haya ni pamoja na Nafasi, ambapo vifaa hivi vinazidi kutumiwa kama vifaa mbadala vya umeme kwenye gari za nafasi.

Kuhusiana na maendeleo ya maendeleo ya kisayansi na kiteknolojia, na pia utafiti wa kina katika fizikia, matumizi ya jenereta za umeme katika magari kwa ajili ya kupona kwa nishati ya joto ni kupata umaarufu ili kusindika vitu ambavyo hutolewa kutoka kwa mifumo ya kutolea nje ya magari.