Создание схемы термоэлектрического генератора (ТЭГ)

Термоэлектрический генератор (ТЭГ) - это своего рода «устройство свободной энергии», которое обладает свойством преобразование температуры в электричество . В этом посте мы немного узнаем об этой концепции и узнаем, как мы можем использовать ее для производства электроэнергии из тепла и холода.

Что такое ТЭГ

В одной из своих предыдущих статей я уже объяснял аналогичную концепцию относительно как сделать небольшой холодильник с помощью прибора Пельтье

Устройство Пельтье - это также в основном ТЭГ, предназначенный для выработки электричества при разнице температур. Термоэлектрическое устройство очень похоже на термопара , разница лишь в составе двух аналогов.

В ТЭГ для эффекта используются два разных полупроводниковых материала (p-n), тогда как термопара работает с двумя разнородными металлами для одного и того же, хотя для термопары может потребоваться значительно большая разница температур по сравнению с меньшей версией ТЭГ.

Также широко известный как эффект Зеебека, он позволяет ТЭГ-устройству инициировать выработку электричества при воздействии разницы температур на его оборотных сторонах. Это происходит из-за специально сконфигурированной внутренней структуры устройства, в которой используется пара легированных полупроводников p и n.

Эффект Зеебека

Согласно принципу Зеебека, когда два полупроводниковых материала подвергаются двум крайним уровням температуры, инициируется движение электронов через p-n-переход, что приводит к развитию разности потенциалов на внешних выводах материалов.

Несмотря на то, что концепция кажется удивительной, все хорошие вещи имеют врожденный недостаток, и в этом отношении они также являются относительно неэффективными.

Необходимость экстремальной разницы температур на двух сторонах становится наиболее сложной частью системы, потому что нагрев одной из сторон также означает, что другая сторона также будет нагреваться, что в конечном итоге приведет к нулевому электричеству и повреждению устройства ТЭГ.

Чтобы обеспечить оптимальную реакцию и инициировать поток электронов, один полупроводниковый материал внутри ТЭГ должен быть горячим, и одновременно другой полупроводник необходимо держать в стороне от этого тепла, обеспечивая надлежащее охлаждение с противоположной стороны. Эта критичность делает концепцию немного неуклюжей и неэффективной.

Тем не менее, концепция TEG является чем-то эксклюзивным и неосуществимым до сих пор с использованием какой-либо другой системы, и эта уникальность этой концепции делает ее очень интересной и заслуживающей экспериментов.

Схема ТЭГ с использованием выпрямительных диодов

Я попытался сконструировать схему ТЭГ с использованием обычных диодов, хотя я не уверен, будет ли она работать или нет, я надеюсь, что с этой установкой можно будет получить некоторые положительные результаты, и ее можно улучшить.

На рисунках мы видим простую диодную сборку, зажатую радиаторами. Это диоды типа 6A4, я выбрал эти более крупные диоды, чтобы получить большую площадь поверхности и лучшую проводимость.

Диод 6А4

Схема простого термоэлектрического генератора, показанная выше, может быть использована для выработки электричества из отходящего тепла путем соответствующего применения требуемой степени разницы тепла между указанными теплопроводными пластинами.

На правом рисунке показано множество диодов, соединенных последовательно и параллельно для достижения более высокого КПД и пропорционально большего накопления разности потенциалов на выходе.

Зачем использовать диод для изготовления ТЭГ

Я предположил, что диоды подойдут для этого приложения, поскольку диоды являются основными полупроводниковыми блоками, состоящими из легированный материал p-n, залитый в их два вывода .

Это также означает, что два конца специально состоят из различных материалов, облегчая применение температуры отдельно от двух противоположных концов.

Многие такие модули могут быть построены и соединены последовательно и параллельно для достижения более высоких коэффициентов преобразования, и это приложение может быть реализовано также с использованием солнечного тепла. Сторона, которую необходимо охладить, может быть достигнута за счет воздушного охлаждения или за счет улучшенного испарительное воздушное охлаждение из атмосферы для увеличения КПД.