విద్యుత్ శక్తి TEG యొక్క థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్లు

పదార్థం థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్ల ఆపరేషన్ సూత్రాలు మరియు వాటి అప్లికేషన్ యొక్క ప్రాంతాల గురించి చెబుతుంది.

విద్యుత్‌లో సింహభాగం ఇప్పుడు థర్మల్ పవర్ ప్లాంట్ల ద్వారా ఉత్పత్తి అవుతోంది. శిలాజ ఇంధనాన్ని కాల్చడం ద్వారా, ఎలక్ట్రిక్ జనరేటర్ల టర్బైన్‌లు ఒక ఇంటర్మీడియట్ హీట్ క్యారియర్ (సూపర్ హీట్ స్టీమ్) ద్వారా స్టేషన్‌లలో కదలికలో అమర్చబడతాయి. శక్తి ఉత్పత్తి గొలుసు సంక్లిష్టమైనది, ప్రమాదకరమైనది మరియు ఖరీదైనది. కానీ అధిక సామర్థ్యంతో (సామర్థ్యం) విద్యుత్ శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి శక్తివంతమైన యూనిట్లను సృష్టించడానికి ఇది మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది.

వేడిని విద్యుత్తుగా సులభంగా మార్చడానికి ప్రత్యామ్నాయం ఉందా? ఫిజిక్స్ అవును అంటుంది. టెక్ చెప్పింది, "ఇంకా లేదు." ఎవరు సరైనది మరియు వేడిని శక్తిగా మార్చే మార్గంలో ఇబ్బందులు ఏమిటి అనే దాని గురించి, ఈ వ్యాసం యొక్క విషయం. విద్యుత్ ప్రవాహంలోకి వేడిని ప్రత్యక్షంగా మార్చే పద్ధతి 1821 నుండి తెలిసినది, ఈరోజు సీబెకోవ్ ప్రభావంగా పిలువబడే థర్మోఎలెక్ట్రిసిటీ యొక్క దృగ్విషయం కనుగొనబడింది.

రెండు అసమాన లోహాల పరిచయం వేడి చేయబడినప్పుడు, వైర్ల చివర్లలో సంభావ్య వ్యత్యాసం పుడుతుంది మరియు అవి మూసివేయబడినప్పుడు, సర్క్యూట్ ద్వారా ప్రవాహం ప్రారంభమవుతుంది. కరెంట్ యొక్క పరిమాణం నేరుగా పదార్థాల రకం, మెటల్ యొక్క చల్లని మరియు వేడి జంక్షన్ల మధ్య ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం, ఉష్ణ వాహకత మరియు లోహాల నిరోధకతపై ఆధారపడి ఉంటుందని భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు త్వరగా గ్రహించారు. పెద్ద ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసాలు మరియు అధిక వాహకత ప్రస్తుతాన్ని పెంచుతాయి, అయితే అధిక ఉష్ణ వాహకత ప్రభావాన్ని బలహీనపరుస్తుంది.

నోబుల్ వాటితో సహా లోహాలను ఉపయోగించి థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్ (TEG)ని రూపొందించడానికి సుదీర్ఘ ప్రయత్నాల తర్వాత, ఈ ఆలోచన విరమించబడింది. లోహాలు తక్కువ ప్రతిఘటనను కలిగి ఉంటాయి, ఇది ప్రాదేశిక చల్లని మరియు వేడి జంక్షన్ని వేరు చేయడం సాధ్యపడుతుంది, కానీ అధిక ఉష్ణ వాహకత మరియు తదనుగుణంగా, బయటి నుండి వేడి ప్రవాహం మూలకాల సామర్థ్యాన్ని తగ్గిస్తుంది. లోహాలతో తయారు చేయబడిన TEG మూలకాల యొక్క ఫలిత సామర్థ్యం 1-2% మించదు. ప్రభావం చాలా కాలం పాటు మరచిపోయింది మరియు అసమాన లోహాల జంక్షన్లు కొలిచే సాంకేతికతలో మాత్రమే ఉపయోగించబడ్డాయి. ఇవి ఉష్ణోగ్రతలను కొలవడానికి తెలిసిన థర్మోకపుల్స్.

TEG యొక్క మొదటి ఆచరణాత్మక ప్రాజెక్టులు రెండవ ప్రపంచ యుద్ధానికి ముందు మాత్రమే కనిపించాయి. రష్యన్ శాస్త్రవేత్త యోఫ్ ఒక జత అసమాన లోహాలకు బదులుగా వివిధ రకాల వాహకతతో సెమీకండక్టర్లను ఉపయోగించాలని సూచించారు. ఈ సందర్భంలో, సంభావ్య వ్యత్యాసం మరియు TEG మూలకాల యొక్క శక్తి వందల సార్లు పెరుగుతుంది. మొదటి TEG-1 జనరేటర్ 1942లో ఉత్పత్తిని ప్రారంభించింది మరియు దీనిని "గెరిల్లా బౌలర్" అని పిలిచారు. నిప్పు మీద వ్యవస్థాపించబడిన, జనరేటర్ 2 నుండి 4 వాట్ల శక్తిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది ఒక సాధారణ రేడియోకు శక్తినిస్తుంది.

నేడు, మొదటి జనరేటర్ యొక్క వారసులు భూవిజ్ఞాన శాస్త్రవేత్తలు, పర్యాటకులు మరియు మారుమూల ప్రాంతాల నివాసితులకు సేవలు అందిస్తారు.అటువంటి జనరేటర్ల శక్తి చిన్నది - 2 నుండి 20 వాట్ల వరకు. మరింత శక్తివంతమైన (25 నుండి 500 W వరకు) జనరేటర్లు ప్రధాన గ్యాస్ పైప్లైన్లలో పవర్ టూల్స్ లేదా గొట్టాల కాథోడిక్ రక్షణకు వ్యవస్థాపించబడ్డాయి. 1 kW లేదా అంతకంటే ఎక్కువ పవర్ వాతావరణ స్టేషన్ పరికరాల జనరేటర్లు, కానీ అధిక-ఉష్ణోగ్రత ఉష్ణ మూలాల అవసరం: ఉదాహరణకు, గ్యాస్.

రేడియోధార్మిక క్షయం యొక్క వేడిని నేరుగా విద్యుత్తుగా మార్చే అన్యదేశ జనరేటర్ల గురించి చెప్పనవసరం లేదు-చాలా ఇరుకైన పరిధి మరియు సున్నితమైన సమాచారం. పరికరాలకు నిరంతర విద్యుత్ సరఫరా కోసం అంతరిక్షంలో ఉన్న వ్యక్తిగత ఉపగ్రహాలు అటువంటి సంస్థాపనలతో అమర్చబడి ఉన్నాయని మాత్రమే తెలుసు.

ఆధునిక ఉత్పత్తులకు ఉదాహరణగా, పారామితులను పరిగణించండి థర్మోజెనరేటర్ రకం B25-12 ... దాని అవుట్పుట్ విద్యుత్ శక్తి 12V యొక్క వోల్టేజ్ వద్ద 25W. హాట్ జోన్ యొక్క పని ఉష్ణోగ్రత 400 డిగ్రీల కంటే ఎక్కువ కాదు, బరువు 8.5 కిలోల వరకు ఉంటుంది, ధర సుమారు 15,000 రూబిళ్లు. అలాంటి జనరేటర్లు (సాధారణంగా కనీసం 2) స్పేస్ హీటింగ్ కోసం గ్యాస్ బాయిలర్‌తో కలిసి ఉపయోగించబడతాయి.

అదే సూత్రం ప్రకారం, 200 వాట్ల శక్తితో మరింత శక్తివంతమైన TEG నమూనాలు. తాపన కుటీరాలు కోసం గ్యాస్ బాయిలర్‌తో కలిసి, వారు బాయిలర్ మరియు వాటర్ సర్క్యులేషన్ పంప్ యొక్క ఆటోమేషన్ కోసం మాత్రమే కాకుండా, గృహోపకరణాలు మరియు లైటింగ్ కోసం కూడా విద్యుత్తును అందిస్తారు.

దాని సరళత మరియు విశ్వసనీయత ఉన్నప్పటికీ (కదిలే భాగాలు లేవు), TEG విస్తృతంగా స్వీకరించబడలేదు. దీనికి కారణం చాలా తక్కువ సామర్థ్యం, ​​ఇది సెమీకండక్టర్ పదార్థాలతో కూడా 5-7% మించదు. అటువంటి జనరేటర్లను అభివృద్ధి చేసే కంపెనీలు వాటిని ఆర్డర్ చేయడానికి చిన్న బ్యాచ్‌లలో తయారు చేస్తాయి. మాస్ డిమాండ్ లేకపోవడం అధిక ఉత్పత్తి ధరలకు దారితీస్తుంది.

థర్మల్ కన్వర్టర్ల కోసం కొత్త మెటీరియల్స్ కనిపించడంతో పరిస్థితి మారవచ్చు ... కానీ ఇప్పటివరకు, సైన్స్ గురించి గొప్పగా చెప్పుకోవడానికి ఏమీ లేదు: ఉత్తమ TEG నమూనాలు 20% సామర్థ్య కారకాన్ని అధిగమించలేకపోయాయి. ఈ పరిస్థితిలో, TEG యొక్క ప్రకటనల బ్రోచర్‌లు, సామర్థ్యం 90% కంటే ఎక్కువగా ఉన్నట్లు ప్రకటించబడింది, కొంతవరకు ఫన్నీగా కనిపిస్తుంది. శాస్త్రవేత్తలు ఉత్సాహభరితమైన విక్రయదారుల నుండి నేర్చుకోవలసిన సమయం ఆసన్నమైందా?