Bộ chuyển đổi nhiệt là gì?

Một bộ chuyển đổi nhiệt, còn được gọi là bộ chuyển đổi cặp nhiệt điện hoặc bộ tạo nhiệt điện, là một thiết bị điện tử có khả năng chuyển đổi năng lượng nhiệt thành năng lượng điện.Mặc dù có một số loại chuyển đổi nhiệt, nhưng tất cả đều dựa trên hiệu ứng Seebeck.Hiệu ứng Seebeck là một hiện tượng trong đó sự khác biệt về nhiệt độ có thể được khai thác để tạo ra một dòng điện.Lần đầu tiên nó được Thomas Johann Seebeck phát hiện vào năm 1826, khi ông quan sát thấy hai kim loại không giống nhau có thể tạo ra điện tích miễn là các điểm kết nối của hai kim loại ở các nhiệt độ khác nhau.Kể từ đó, người ta đã phát hiện ra rằng hiệu ứng nhiệt điện được tạo ra bởi những trường hợp này tăng lên khi sự khác biệt về nhiệt độ.Một quan niệm sai lầm phổ biến là bộ chuyển đổi nhiệt là giống như động cơ nhiệt.Một động cơ nhiệt chuyển đổi sự khác biệt về nhiệt độ thành đầu ra cơ học, trong khi bộ chuyển đổi nhiệt chuyển sự chênh lệch nhiệt độ trực tiếp thành năng lượng điện.Ngoài ra, trong khi các động cơ nhiệt thường hiệu quả hơn các bộ chuyển đổi nhiệt, bộ chuyển đổi nhiệt có thể thích hợp hơn trong một số tình huống vì chúng nhỏ hơn và nhỏ gọn hơn hầu hết các động cơ nhiệt.Sự khác biệt chính giữa bộ chuyển đổi nhiệt và động cơ nhiệt là, không giống như hầu hết các máy phát điện, bộ chuyển đổi nhiệt thường không có bộ phận chuyển động, ngoại trừ quạt làm mát có thể.

Bộ chuyển đổi nhiệt có thể được áp dụng cho một số tình huống khác nhau.Ngoài việc được sử dụng để thay thế động cơ nhiệt, nghiên cứu cũng đang được thực hiện để khai thác việc sử dụng nhiệt thải từ các động cơ đốt, chẳng hạn như các động cơ được sử dụng trong ô tô và máy bay.Nếu điều này có thể được thực hiện, hiệu quả nhiên liệu của các máy này có thể được tăng lên một lượng khá lớn.Bộ chuyển đổi nhiệt cũng được sử dụng trong các đầu dò không gian xa để tạo ra một nguồn năng lượng điện không đổi. Tuy nhiên, có một số vấn đề với việc sử dụng bộ chuyển đổi nhiệt, tuy nhiên.Ví dụ, các bộ chuyển đổi thường chỉ tạo ra hiệu suất 5-10% trừ khi điện áp tăng đáng kể.Để tạo ra một đầu ra đủ lớn cho bộ chuyển đổi nhiệt để cạnh tranh với hiệu quả của động cơ đốt, số lượng các yếu tố không giống nhau được sử dụng để tạo ra dòng điện phải được tăng lên.Kết quả cuối cùng là bộ chuyển đổi nhiệt cuối cùng trở nên quá lớn để có hiệu quả.Tuy nhiên, nghiên cứu đang được thực hiện để tăng công suất thế hệ của bộ chuyển đổi nhiệt, do đó, sự khác biệt về nhiệt độ này có thể được khai thác hiệu quả hơn mà không làm cho chúng lớn đến mức chúng mất hiệu quả.