Co to jest konwerter termiczny?

Konwerter termiczny, znany również jako konwerter termopary lub generator termoelektryczny, jest urządzeniem elektronicznym, które jest zdolne do przekształcenia energii cieplnej w energię elektryczną.Chociaż istnieje kilka rodzajów konwertera termicznego, wszystkie są oparte na efekcie Seebeck.Efekt Sebeck jest zjawiskiem, w którym można wykorzystać różnice w temperaturze w celu wygenerowania prądu elektrycznego.Po raz pierwszy odkrył Thomas Johann Seebeck w 1826 r., Kiedy zauważył, że dwa odmienne metale mogą generować ładunek elektryczny, o ile punkty łączące dwa metale są w różnych temperaturach.Od tego czasu stwierdzono, że efekt termoelektryczny generowany w tych okolicznościach wzrasta wraz z różnicą temperatury.

Jednym z powszechnych nieporozumień jest to, że konwerter termiczny jest tym samym, co silnik cieplny.Silnik cieplny przekształca różnice w temperaturze w mechaniczną moc wyjściową, podczas gdy konwerter termiczny zamienia różnice temperatury bezpośrednio w energię elektryczną.Ponadto, podczas gdy silniki cieplne często są bardziej wydajne niż konwertera termiczne, w niektórych sytuacjach mogą być lepsze, ponieważ są one mniejsze i bardziej zwarte niż większość silników cieplnych.Kluczową różnicą między konwerterami termicznymi a silnikami cieplnymi polega na tym, że w przeciwieństwie do większości generatorów konwerter termiczny zwykle nie ma ruchomych części, z wyjątkiem możliwego wentylatora chłodzenia.

Przekształcenia termiczne można zastosować w wielu różnych sytuacjach.Oprócz użycia do zastąpienia silników cieplnych, przeprowadzane są również badania w celu wykorzystania ciepła odpadowego z silników spalinowych, takich jak te stosowane w samochodach i samolotach.Jeśli można to zrobić, oszczędność paliwa tych maszyn można zwiększyć o dość dużą ilość.Konwerter termiczny są również używane w dalekich sondach kosmicznych w celu wygenerowania stałego źródła energii elektrycznej.

Istnieją pewne problemy z użyciem konwertera termicznego.Na przykład, czy konwertery zwykle wytwarzają jedynie 5-10% wydajność, chyba że napięcie wzrośnie znacznie.Aby stworzyć wystarczająco dużą moc wyjściową dla konwertera termicznego, aby konkurować z wydajnością silnika spalania, należy zwiększyć liczbę odmiennych elementów używanych do wygenerowania prądu elektrycznego.Efektem końcowym jest to, że konwerter termiczny staje się zbyt duży, aby był wydajny.Jednak przeprowadzane są badania w celu zwiększenia wydajności generacji konwerterów termicznych, więc z czasem te różnice w temperaturze można wykorzystać bardziej wydajnie, nie czyniąc ich tak dużymi, że tracą swoją skuteczność.