¿Qué es un convertidor térmico?
Un convertidor térmico, también conocido como convertidor de termopar o generador termoeléctrico, es un dispositivo electrónico que es capaz de convertir la energía térmica en energía eléctrica. Aunque hay varios tipos de convertidores térmicos, todos se basan en el efecto Seebeck. El efecto Seebeck es un fenómeno en el que las diferencias de temperatura pueden aprovecharse para generar una corriente eléctrica. Fue descubierto por primera vez por Thomas Johann Seebeck en 1826, cuando observó que dos metales diferentes pueden generar una carga eléctrica siempre que los puntos de conexión de los dos metales estén a temperaturas diferentes. Desde entonces se ha descubierto que el efecto termoeléctrico generado por estas circunstancias aumenta a medida que aumenta la diferencia de temperatura.
Un error común es que un convertidor térmico es lo mismo que un motor térmico. Un motor térmico convierte las diferencias de temperatura en salida mecánica, mientras que un convertidor térmico convierte las diferencias de temperatura directamente en energía eléctrica. Además, aunque los motores térmicos a menudo son más eficientes que los convertidores térmicos, los convertidores térmicos pueden ser preferibles en algunas situaciones, ya que son más pequeños y compactos que la mayoría de los motores térmicos. La diferencia clave entre los convertidores térmicos y los motores térmicos es que, a diferencia de la mayoría de los generadores, un convertidor térmico generalmente no tiene partes móviles, con la excepción de un posible ventilador de enfriamiento.
Los convertidores térmicos se pueden aplicar a diferentes situaciones. Además de utilizarse para reemplazar los motores térmicos, también se están realizando investigaciones para aprovechar el uso de calor residual de los motores de combustión, como los utilizados en automóviles y aviones. Si esto se puede hacer, la eficiencia de combustible de estas máquinas podría incrementarse en una cantidad bastante grande. Los convertidores térmicos también se utilizan en sondas espaciales de gran alcance para generar una fuente constante de energía eléctrica.
Sin embargo, hay algunos problemas con el uso del convertidor térmico. Por ejemplo, si los convertidores generalmente solo producen un 5-10% de eficiencia a menos que el voltaje se incremente significativamente. Para crear una salida lo suficientemente grande como para que el convertidor térmico compita con la eficiencia de un motor de combustión, se debe aumentar el número de elementos diferentes utilizados para generar la corriente eléctrica. El resultado final es que el convertidor térmico termina siendo demasiado grande para ser eficiente. Sin embargo, se están realizando investigaciones para aumentar la capacidad generativa de los convertidores térmicos, por lo que con el tiempo estas diferencias de temperatura pueden aprovecharse de manera más eficiente sin hacerlas tan grandes que pierdan su efectividad.