热电发电机或塞贝克发电

期限热电是两个单词热和电气的组合,并且其名称表示热量的热量和电气装置电能热电发电机是用于将两个连接之间的温差转换为电能的装置。热电发电机的工作基于塞贝克效应。根据该转换,当两个结保持在不同温度时,两个不同金属的环路发育EMF。这就是它也被称为的原因塞贝克发电。热电发电机基本上由热源组成,热源保持在高温和散热器,该散热器保持在小于热源的温度。热源和散热器之间的温差导致直接当前流过负载在这种类型的能量转换没有中间能量转换像在大多数情况下的转换,所以,它也被称为直接能量转换。

由于塞贝克发电而产生的功率是单相DC,由I给出2R.L.或者viL.是负荷抵抗性。输出电压通过增加冷热端之间的温差或连接几个冷热端来提高输出功率热电发电机串联。只要热量供应到热插拔并从冷交界处移除,电流将继续流动。
这个当前通过热电或塞贝克发电产生的是DC的,可以通过使用逆变器转换为AC,并且通过使用可以进一步加紧电压水平变形金刚。通过热电或能量转换塞贝克发电是可逆过程I.E的能量流动方向可以逆转。如果我们在连接负载的端子上移除负载和电源直流电源,则可以容易地从中汲取热量热电发电机

热电发电机的性能分析

热电发电机
考虑一个热电发电机,在一端具有热源,另一端散热器。与散热器相比,热源保持高温。

让两个连接之间的温差是ΔT。发电装置的侧面是绝缘的,所以热量沿着长度流动。热连接的施加的热量使得N型块中的电子和P型块中的孔远离热插拔,从而产生a电位差。通过连接负载完成电路抵抗性,R.L.。该当前开始流过这个负载电阻RL.
该发生器的电压由V =αΔT给出。其中,α是塞贝克系数δT是冷热结之间的温差。

设R是内阻热电发电机然后电流流过外部电阻rL.是(谁)给的

将电压值代入上式,得到电流,

我们知道,P,P,给出了外部负荷的电力流量L.= I.2R.L.
替换我的价值

当r = r时,此电源将是最大的L.
因此,最大功率是由

在塞贝克发电中,术语(α2(R)被称为数字的优点。功率为最大δT和(α2/ R)应该具有大值,或者我们可以说内阻应低,这可以通过降低长度并增加直径来完成。可以通过增加热源和散热器之间的温差来增加ΔT。

热电发电机效率

热电发电机效率被定义为发达的功率比率,pL.横跨加载抵抗性,R.L.热源的热量,Q

适用于热电发电机的材料

该发电机最常用的材料是碲化铅。碲化铅是由铅和碲的碲化合物制成的化合物。用于制造热电发电机的其他化合物是碲化铋,硫化铋,碲化虫,锌锑酸锌,锡碲化锡和铟等砷化物等。

热电发电机的应用

  • 为了提高汽车的燃料效率,使用了热电发电机。这些发电机利用汽车运行时产生的热量。
  • 塞贝克发电用于向航天器提供电力。
  • 这些发电机用于向气象站、中继站等远程站点供电。

热电发电机的局限性

  • 需要高输出电阻 -如前所述,为了获得高输出电压和功率,将几个热电发电机串联起来,这样反过来又增加了总输出电阻。因此,为了有效地传输大功率,需要大的电阻。这个问题可以通过将更多的热电元件并联而不是串联来解决,因为这样会降低有效电阻。
  • 在相同的热流下,热电发电机产生的电能更少,即与其他机械发电机相比,它们的效率较低。对于相同的能量输入塞贝克发电与其他能量转换器相比,产生更少的输出。
  • 低热特性-任何装置的散热取决于其导热率。任何好处热电发电机导热系数低,散热差。所以,这些发电机只有在耗电量小的时候才有效。
  • 和其他发电机相比,热电发电机很昂贵。
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