Co to jest konwerter termiczny?
Konwerter termiczny, znany również jako konwerter termoelektryczny lub generator termoelektryczny, jest urządzeniem elektronicznym zdolnym do przekształcania energii cieplnej w energię elektryczną. Chociaż istnieje kilka typów przetworników termicznych, wszystkie oparte są na efekcie Seebecka. Efekt Seebecka jest zjawiskiem, w którym różnice temperatur można wykorzystać do wytworzenia prądu elektrycznego. Po raz pierwszy odkrył go Thomas Johann Seebeck w 1826 r., Kiedy zauważył, że dwa odmienne metale mogą wytwarzać ładunek elektryczny, o ile punkty łączące oba metale mają różne temperatury. Od tego czasu stwierdzono, że efekt termoelektryczny generowany przez te okoliczności wzrasta wraz ze wzrostem różnicy temperatur.
Jednym z powszechnych nieporozumień jest to, że konwerter termiczny jest tym samym co silnik cieplny. Silnik cieplny przekształca różnice temperatur w moc wyjściową mechaniczną, a przetwornik termiczny przekształca różnice temperatur bezpośrednio w energię elektryczną. Ponadto, chociaż silniki cieplne często są bardziej wydajne niż konwertory termiczne, w niektórych sytuacjach preferowane mogą być konwertery termiczne, ponieważ są one mniejsze i bardziej zwarte niż większość silników cieplnych. Kluczowa różnica między przetwornikami termicznymi a silnikami cieplnymi polega na tym, że w przeciwieństwie do większości generatorów, przetwornik termiczny zasadniczo nie ma ruchomych części, z wyjątkiem możliwego wentylatora chłodzącego.
Konwertery termiczne można stosować w wielu różnych sytuacjach. Oprócz stosowania w celu zastąpienia silników cieplnych, prowadzone są również badania nad wykorzystaniem ciepła odpadowego z silników spalinowych, takich jak te stosowane w samochodach i samolotach. Jeśli można to zrobić, efektywność paliwowa tych maszyn może zostać zwiększona o dość dużą kwotę. Przetworniki termiczne są również stosowane w odległych sondach kosmicznych do generowania stałego źródła energii elektrycznej.
Istnieją jednak pewne problemy z użyciem konwertera termicznego. Na przykład, czy konwertery zwykle wytwarzają tylko 5-10% wydajności, chyba że napięcie znacznie wzrośnie. Aby stworzyć wystarczająco dużą moc wyjściową, aby konwerter termiczny mógł konkurować z wydajnością silnika spalinowego, należy zwiększyć liczbę różnych elementów generujących prąd elektryczny. W rezultacie konwerter termiczny staje się zbyt duży, aby był wydajny. Prowadzone są jednak badania mające na celu zwiększenie wydajności generatorów konwerterów termicznych, więc z czasem te różnice temperatur można wykorzystać bardziej efektywnie, nie czyniąc ich tak dużymi, że tracą swoją skuteczność.