¿Qué es un convertidor térmico?
Un convertidor térmico, también conocido como convertidor de termopar o un 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 se pueden aprovechar las diferencias de temperatura para generar una corriente eléctrica. Primero fue descubierto 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 sean a temperaturas diferentes. Desde entonces se ha encontrado que el efecto termoeléctrico generado por estas circunstancias aumenta a medida que la diferencia de temperatura.
Un concepto erróneo común es que un convertidor térmico es lo mismo que un motor de calor. Un motor de calor convierte las diferencias de temperatura en salida mecánica, mientras que un convertidor térmico convierte las diferencias de temperatura directamente ena la energía eléctrica. Además, si bien los motores de calor a menudo son más eficientes que los convertidores térmicos, los convertidores térmicos pueden ser preferibles en algunas situaciones, ya que son más pequeños y más compactos que la mayoría de los motores de calor. La diferencia clave entre los convertidores térmicos y los motores de calor 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 varias situaciones diferentes. Además de usarse para reemplazar los motores de calor, también se está haciendo una investigación para aprovechar el uso del calor de los residuos 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 aumentar en una cantidad bastante grande. Los convertidores térmicos también se usan en sondas espaciales de gran alcance para generar una fuente constante de energía eléctrica.
Hay algunos problemas wSin embargo, con el uso del convertidor térmico. Por ejemplo, los convertidores generalmente solo producen una eficiencia del 5-10% a menos que el voltaje aumente significativamente. Para crear una salida lo suficientemente grande como para que el convertidor térmico compite 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 está realizando una investigación 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 hacerlos tan grandes que pierden su efectividad.