O que é um conversor térmico?

Um conversor térmico, também conhecido como conversor de termopar ou gerador termoelétrico, é um dispositivo eletrônico capaz de converter energia térmica em energia elétrica. Embora existam vários tipos de conversores térmicos, todos são baseados no efeito Seebeck. O efeito Seebeck é um fenômeno no qual as diferenças de temperatura podem ser aproveitadas para gerar uma corrente elétrica. Foi descoberto pela primeira vez por Thomas Johann Seebeck em 1826, quando observou que dois metais diferentes podem gerar uma carga elétrica desde que os pontos de conexão dos dois metais estejam em temperaturas diferentes. Verificou-se desde então que o efeito termoelétrico gerado por essas circunstâncias aumenta à medida que a diferença de temperatura aumenta.

Um equívoco comum é que um conversor térmico é a mesma coisa que um motor térmico. Um motor térmico converte diferenças de temperatura em saída mecânica, enquanto um conversor térmico transforma diferenças de temperatura diretamente em energia elétrica. Além disso, enquanto os motores térmicos costumam ser mais eficientes que os conversores térmicos, os conversores térmicos podem ser preferíveis em algumas situações, pois são menores e mais compactos que a maioria dos motores térmicos. A principal diferença entre conversores térmicos e motores térmicos é que, diferentemente da maioria dos geradores, um conversor térmico geralmente não possui partes móveis, com exceção de um possível ventilador de refrigeração.

Os conversores térmicos podem ser aplicados a várias situações diferentes. Além de ser usado para substituir os motores térmicos, também estão sendo feitas pesquisas para aproveitar o uso do calor residual dos motores de combustão, como os usados ​​em carros e aviões. Se isso puder ser feito, a eficiência de combustível dessas máquinas poderá ser aumentada em uma quantidade bastante grande. Conversores térmicos também são usados ​​em sondas espaciais de longo alcance para gerar uma fonte constante de energia elétrica.

No entanto, existem alguns problemas com o uso do conversor térmico. Por exemplo, os conversores geralmente produzem apenas uma eficiência de 5 a 10%, a menos que a tensão seja aumentada significativamente. Para criar uma saída grande o suficiente para o conversor térmico competir com a eficiência de um motor de combustão, o número de elementos diferentes usados ​​para gerar a corrente elétrica deve ser aumentado. O resultado final é que o conversor térmico acaba se tornando muito grande para ser eficiente. Pesquisas estão sendo feitas, no entanto, para aumentar a capacidade de geração de conversores térmicos, para que, com o tempo, essas diferenças de temperatura possam ser aproveitadas de forma mais eficiente sem torná-las tão grandes que perdem sua eficácia.