Termoelektrični generator

Termoelektrični generator - je naprava, ki prejme električno energijo iz toplote. Odličen vir energije, na žalost, je značilna nizka učinkovitost. Poleg tega je DC tok pretvorjenih transformatorji.

Zgodovina odkritja

Seebeck odkrili v 1822 letu (druge podatke - od 1820 do 1821), pri segrevanju spoj različnih materialov v zaprtem krogu sedanjih tokov. učinkovitost konverzije 3%. Kljub tako nesrečna številka, rezultat prvega termoelektrični generator tekmovali z parne stroje tistega časa. Eksperimentiranje s ploščami, antimona in bizmuta, merjenje Seebeck izvedena galvanometrom Shveyggera (Induktor in magnetna puščico). Zato poskusi niso začeli pred 16. september 1820. Navidezni zanemarljive in nerazložljive dogodki so prisilili znanstvenik čakati. Počasi, preučuje svoje odkritje Seebeck je poročilo o tem šele leta 1823.

Z logičnega sklepanja raziskovalca je predlagal, da se zemeljska magnetizem razložiti z razliko v temperaturi med ekvatorju in na polih. Operacijski načelo termoelektrični generator pojasnil magnetno polarizacijo. Seebeck raziskovali vzorce masa, skupaj polprevodnikov in materiali so zaodjenu zapored s sposobnostjo, da zavrne magnetno iglo. Ti podatki se uporabljajo (v prefinjeni obliki) in je danes za gradnjo termoelektrični generator. Seebeck koeficient merimo v mV / K.

Kot znanstveniki radioaktivnih kovin, kot Seebeck obdelamo vzorce. Po drugi svetovni vojni, ko je postalo znano, da imajo Združene države omamljanje nova orožja, je bil sklep z vsemi sredstvi za pospešitev razvoja jedrskega orožja. Zaporniki in samo preizkuševalci praktično roke trka kosov radioaktivnih kamnin doseči verižno reakcijo. Večina kmalu umrl.

Seebeck živ. Vzel rokami bizmuta in antimona, kratkega stika in so Galvani je nekoč gledal "elektrike živali." Seebeck skoraj verjel v svojih čudovitih transcendentne sposobnosti, ampak gospodinja, ki mu je, da bi bila razlog vzorci segreje. Ko čarovnik kariera dokončno zapustila roke velikega znanstvenika, se je vrnil na koncu za fiziko. Izkazalo se je, če je kovinski dock dobro in grelna luč, igla odstopa še dlje.

Na začetku, razlaga opaženih učinkov in je nenavadno, imenovano magnetno polarizacijo. Z vidika sodobne znanosti je težko razložiti takšno stališče, vendar če pogledaš skozi oči njegovih sodobnikov... v septembru 1820 Hans Oersted poročala znanstvena skupnost v Franciji in Veliki Britaniji na odprtju, Revolucija v naslednjem 100 let. Znanstvenik ne mudi: opazili nenavadno obnašanje morskih kompasa, dolgo študiral, so ocenili, nato pa napisali nekaj progresivne misli sodobnike... Dodatno odkritja padla nasledstvo:

1. Ohmov zakon.
2. Elektromagnet.
3. Elektrokompas.
4. Galvanometer.
5. Induktivnost.
6. Motor.

Dolg seznam vseh izumov v naslednjih 15 letih, vendar je odprt Seebeck thermoelectricity bilo presenetljivo. Znano je, da Ohm uporablja Georg par bizmuta in antimona za izhod znanega odseka pravo vezja. V dneh Seebeck obstajal pojem naboj, magnetizem, elektrika, kondenzator zmogljivosti - in vse! Neznani pojmi so možne razlike, tokovi, elektromagnetna polja in njihovo intenzivnost. To je vplivalo na ime odprtja Seebeck.

Na predvečer Malus, Fresnel, Jung in Brewster objavljeno delo na polarizacijo svetlobe. Ta fenomen so raziskovali na podlagi Islandija Spar kristalov, nato pa je predstavil pojem os (iz grščine. - pol-os). Magnetni poli pokazala globus. Ni presenetljivo, da Seebeck pripisati svojo namestitev kot nenavadno ime. Tuljava je usmerjen kot planet kompas iglo Zemlje.

Med letom smo uspeli najti pravo razlago. Georg ohmov s termočlenom, kot stabilizirani vir napetosti za odpiranje znano prakso: določa razliko stalno temperaturo čez vreliščem vode in ledu. Čas je, da se odpre era thermoelectricity.

Koncept razvoja thermoelectricity

Ko je postalo jasno, da se toplota ne more neposredno pretvori v magnetizma, končno, zavrnil zamisel o vzpostavitvi področje toplote Zemlje erupting vulkanov in magma vrenje v notranjosti. Primerjava izkušnje Oersted in Seebeck, znanstvena skupnost našla pravo pot. Za Georg Ohm termoelement kot termoelektrični generator uporabljen elektrolizo (1831). Toda izraz ostal nestabilen. Menijo, da so prvi termoelektrični generator pojavil v drugi polovici XIX. Upoštevani laboratorij nastavitev za preučevanje različnih procesov, so imenovali drugače.

Poštni in telegrafski revijo bližje 1899 objavil članek o vzpostavitvi baterijo za napajanje 16 kandel žarnic. V peči peč termoelementom postavi, z dovolj napetosti in toka. Združevanje za oskrbo elementov v seriji, je dvignila napetost. Paralelni priključek povečano toka. Vsaka termočlen je izdelana z uporabo Seebeck (antimon - cink antimonide). Potem smo se naučili Gyulhera baterijo (predvidoma leta 1898).

Izraz je skoval za baterijo LEYDEN kozarce (kondenzatorjev) Benjamin Franklin.

Torej, v znanstvenih krogih serije povezan termoelementi poimenovali termoelektrične. Domneva se, da je prva naprava ustvaril Oe in Fourier leta 1823. So v kombinaciji Seebeck termoelementa za močan vir energije. Nadaljnji razvoj koncepta je bil za dobavo Leopoldo Nobili in Macedonio Melloni: za serijo poskusov na študiji infrardečem spektru, so ustvarili toplotno multiplikator. Zamisel je prišla tako, potem ko progresivne spremembe v strukturi Shveyggera (1825).

Ideja prvega galvanometer učinek ovojev žice, pomnoženo z njihovim številom. Podobno se dogaja "toplotna moč" od termoelementi. Naprava je namenjena za celotno študijo infrardečem spektru zaradi merjenje proizvedene toplote, kasneje pa se je koncept je bil podlaga za oblikovanje novih virov oskrbe. Kazalec termoumnozhitelya postal kompas igla.

Časovnica izumov

Po prvem pogoltniti je Seebeck učinek uporablja in nadalje. Patent za uporabo termoelektrični generator nadomestiti konvencionalne delo leta 1843 Moses Poole.

Pergeliometr za merjenje sončne aktivnosti

Pergeliometr za merjenje sončnega intenzitete sevanja glede na stopnjo segrevanja termoelement. Claude Servais Mathias Pouillet izumil med 1837 in 1838 let naprava omogočena znanstvenik za izračun z visoko natančnostjo sončne konstanto 1228 W / m². m. pergeliometr niso prvotno namenjeni za uporabo kot termoelektrični generator. Posamezni dosežki služijo kot podporne strukture za nadaljnji napredek v industriji.

Dajemo podrobnosti izuma, vzete iz raziskave poročila dr Stonea dostavljeno 18. november 1875. "Zlitine izražajo lastnosti kovin kombiniranih močnejša od vsakega od enostavnih materialov posamično. V sestavi eni strani in dve cinka - antimonov razlika vzorec dobimo 22,7 potencialov. Potenciali komponent vzeta ločeno:

• Antimon - 7-10.
• Cink - 0,2.

Izjema je zlitina bizmuta in kositra. Ko je sestava njegovega 12 do 1, potencial zmanjša od 35,8 do 13.67. Imel sem srečo, da začne študij s parom nemškega srebra (nikelj-bogati) in železa. Opazovana EMF ni bil velik. Potem sem poskusil Marcus zlitina sestoji iz 12 delov antimona, cinka in 5 1 bizmuta. Rezultat je krhek in s poudarjenim kristalne strukture.

Za nemoteno izvajajo te pomanjkljivosti, je dodal arzen. Kot rezultat so odkrili, da zlitina antimona, arzena, cinka in kositra z majhno primesjo kaže veliko večjo plastičnost v podobnih termoelektričnih lastnosti, ki so jih opazili pri zlitini Marcus. Drugi del, ki ga par novega srebra. "

toplotna baterije

Termoelektrične Marcus je enaka eni dvajsetino Daniell celice, kar 55 mV DC. Negativno "A obrnjen" služil kot zlitina bakra, cinka in niklja v razmerju 10: 6: 6, ki je podobna po videzu do novega srebra; pozitiven - Spojina antimona, cinka in bizmut v razmerju 12: 5: 1. Glede na "električno energijo v službi Man», 3. izdaja 1896, v maju 1864 Marcus osvojil dunajski znanstveni skupnosti za termoelektrični generator. Strukturiran Koča termočlen na vrhu ogrevan kovinski trak united. Spodnji del hladilne vode. Na žalost, so zlitine na zraku hitro oksidira v velikem povečanju ohmske kontaktni upornosti.

prispevek k Becquerel

Ni znano, kdaj se je rodil termoelektrični generator Edmond Becquerel, vendar zgodovinarji danes odprtino za obdobje 1867-1868 leta. Njegova struktura je nastala z prehod sulfid bakra in niklja srebra. Na sliki: proksimalni rezervoar črpa hladno vodo, v kolikor - žareče plina. Napetost termoelektrični generator posnet s spiralnimi zaključki.

termoelektrični generator Klemonda

O termoelektrični generator Dr. Stone izjavil: "Uporaba železa daje lepo učinek, ki se odmika hitro rjavenje izdelka."

• Termoelektrični generator (predvidoma 1874 izdaje) Klemonda in Moore izdelana iz cinkove antimonide in čistega železa, zlasti za namene elektrolize. Gretje Naprava dovoljeno eno uro, da dobimo približno unča baker, porabijo 6 kubičnih metrov plina. To je bila uporabljena za prevlečene kovinske izdelke. regulator za plin termoelektrični generator spreminja velikost nastalega električnega toka. Podatek kar je razvidno iz glavnih sektorjev cinkovega antimonide, trikotnih rezila listnate - železo.
• Leta 1789, pojavil termoelektrični generator Klemonda veliko boljše. Ko je notranja upornost 15,5 ohmov je napetost 109 V pri toku 1,75 A, ki porabijo 22 funtov na uro premoga. Spojine preklopna napetost zmanjša na 54 V. termoelektrični generator tok povečal za 3,5 A. Ogrevani višina gradnja premog peč pod 2,5 metra v premeru znotraj meter spominja hladnejše sodobne procesorje, ki jih vsebuje zunanji številnimi železnimi krili. Plini potujejo znotraj Raskalov cinkovega antimonide. Po posameznih sporočil, izdanih termoelementi 20 generator 1 napetosti.
• Termoelektrični generator Noah (verjetno leta 1874), je bolj kot sodoben turbin termoelektrarn v obliki. Osrednji del gorilnika termpopar segrevanju ali ohlajanju perifernih pomočjo sevanja in konvekcije. Ta relativno majhna podobnost Klemonda kotliček z notranje upornosti 0,2 ohmov, izračunan na napetosti 2 V in 128 sestoji iz termoelementi. Učinkovitost termoelektrični generator je močno zmanjšana novega srebra vmesne stike absorbira toploto. Sodobni termoelektrični generator z uporabo p-N-prehod, ne da bi vmes med Polprevodniški materiali.
• Prenosni termoelektrični generator Hawke (verjetno leta 1874), ki je namenjen za 110 mV (desetina Daniell celic) in vključeni 30 termoelementi z dolžino polovice združena platinaste žice 1.2 palcev. Bunsen Gorilnik je močno spominja in hladen konec potopi v vodo. Zasnova je močno spominja izum Noe in manj Klemonda. Ključna razlika je v komercialni proizvodnji proizvodov za množično območju potrošnikov. Generatorji prodal dve in tri, ki se nahaja na enotni podlagi.
• Premog termoelektrični generator Harry Barringerjev in avtorskih izumil so zavarovane s patentnim US434428 s 1890.

baterija Gyulhera

Lani od izumili v XIX. Zgodovinarji ga danes do 1898. 50 termoelementi dovoljena napetost 1,5 V pri toku 3 A in notranje upornosti 0,5 ohmov. Za te namene se porabi vsako uro 5 kubičnih metrov plina. Po mnenju raziskovalcev, bi instrument proizvajajo dobre trikrat z enako hitrostjo pretoka.

Naravni eksperiment je pokazala povprečno življenjsko dobo 200 ur, čeprav en vzorec porabil 500 končno našel kopijo, ki je služil za dve leti. Leta 1903 je revija objavila podatke o javnih preskušanjih Gyulhera baterije. V osvetljenem termoelementa gorilnika segreva, dokler napetost doseže do 3,5 V. Izklopite napravo in gledati na značilnosti po prenehanju oskrbe s plinom. Če napetost pade na 1,5 V, tok nenadoma ustavil. zaključek:

- stabilni toplotne obremenitve, da zaradi znatnega termično inercijo. Temperaturne spremembe se pojavijo počasi, rahlo znižala napetost med hlajenjem.

Vendar podobno obvestilo bolj Poggendorff, svetujemo, George Omu uporabo termoelementa namesto voltaičnimi kup. Gyulhera baterije izkazala priljubljen v začetku XX stoletja. Na primer, Lihaysky Univerza poroča, da je nova metalurška laboratorij leta 1905 kupil tri termoelektrične Scott in eno - Gyulhera.

Zasnova spominja zastarelo radiator danes. Ti so na voljo v javnih zgradbah, zgrajeni in opremljeni v ZSSR. Ta prenosna naprava: na vsaki strani je ročaj v obliki črke T za prevoz.

prenosni generator

Prenosni termoelektrični generator Sudras spominja na videz oljni filter tovornjaka. Za pridobitev toplote, potrebne za vžiganje plinski gorilnik. To je ostalo zelo malo informacij o napravi. V izdajah 1898 našel skupne sojenja informacijskih izdelkov z omenjenega besedila:

"Profesor Kolrauh opazili pri 70, da je termoelektrični generator napetosti odvisna od števila parov, vključenih v seriji. To potrjujejo tudi poskusi na objektih Klemonda, Noe in Sudras, izdeluje in prodaja v zadnjih 20 letih. Zagotavljajo 2, 4, 6 in 8 voltov, ki ima v tem zaporedju, 36, 72, 108 in 144 parov sestavka. To je razvidno, da je napetost povsem sorazmeren s skupnim številom. Sudras izdelan primerek, je sestavljen iz 720 članov. Kot bi lahko pričakovali, je nastala napetost 40 V, sposobnost, da podpira izgorevanje razrešnice svetilke. "

V noti je navedeno, da ima novinec električar pravico, da fotografijo predložena vzorca za primer komercialno uspešen izdelek. Termoelektrični generator Shudr izdelani v velikostih 6, za tokove 1,3 - 2,5 A pri napetosti 3 - 8,5 V, odvisno od velikosti in števila elementov.

XX stoletja

V XX stoletju je večina termoelektrični generator dobavljenih s patentom, in plinsko gorivo postane. Značilnost obravnavanega v teoriji obdobju skuša pojasniti opaženo pojav. Prvi izračunana učinkovitost termoelektrični generator Reilly, čeprav je bil rezultat napačen. Leta 1909 in 1911 so se začela prizadevanja, da bi teoretično raziskavo materialov: Altenkirch je pokazala, da termoelektrični material mora imeti veliko Seebeck koeficient in nizko ohmsko kontaktni upor za zmanjšanje toplotnih izgub.

Smešno, ampak se danes uporabljajo za ustvarjanje zmogljivih naprav polprevodnikov ostali zunaj Seebeck interesov v celoti osredotočiti na čistih kovin in zlitin. V teh snovi, v skladu z Wiedemann-Franz zakonodaje Lorentz zvezi s prevajanjem toplote električnih šteje konstantna. Primerne kovine za termoelementi priznanih kovine, pri čemer največja Seebeck koeficient.

Znaten napredek na področju sinteze prišlo v času 30. letu polprevodnikov z vrednostmi pomočjo Seebeckovega koeficientom nad 100 mV / K. Kot rezultat, po drugi svetovni vojni (1947), se je pojavil na sceni generator M. Telkes z učinkovitostjo 5%. Nekaj ​​let loffe razvil teorijo polprevodniških termoelementi. Na žalost, interesi velikih sil ni strinjal, niso takoj spoznali, da polprevodniki predstavljajo velik potencial. Leta 1956 godu Joffe in sodelavci so pokazali, da je prevelika razmerje med toplotno in električno prevodnost zmanjšano tališče materialov z različnimi spojinami. Zaradi velikega vojaškega vrednosti, veliko gibanja ostala pod obloge, na primer, RCA študija.

Sodobna Generator je sklenjen med sendvič keramičnih plošč kalupov p in n polprevodnikov. Pri ustvarjanju želeno temperaturo diferenčni naprava proizvaja energijo. Keramika velja vreden električni izolator, vendar prevaja toploto, ki dokazuje uspešno omenjeno strukturo. Podtlak na eni strani ogrevan soncu in na drugi strani - ohladili sijaja zvezd termoelektrični generator fantastični prikazuje temperaturna razlika med površinami. Kar seveda bo povečala moč. Zato je dober vir prehrane, enostaven in priročen za vse vesoljskih objektov.

V zgodnjih 60-ih iz vesolja thermoelectricity počasi spustil na zemljo. Prednostna področja medicine in začel študirati površino planeta (vključno z minerali). Ključne prednosti nove tehnologije, se je začela umirjati, zanesljivost, ni gibljivih delov, mirna in slabosti - precejšnje stroške in nizko učinkovitost (prej 5%). Približna Izračun izvedljivost uporabe novih materialov:

1. Prisotnost zraka se predpostavlja, da odraža ogljikovodik.
2. Na premikajočih se predmetov na prvem mestu prihrani prostor. V tem primeru je energijska gostota tekočega goriva 50-krat višje pripelje akumulatorjev ali baterij.
3. Zato, ko ima učinkovitost termoelektričnih polprevodnikov kot 2% njihove uporabe upravičena. In olje zažgal počasi, zmanjša skupno težo objekta.

V nekaterih primerih, ogrevanje termoelektrični generator uspe izvesti radioaktivne izotope, ki odpira nova obzorja. Tak vir je bil uporabljen na Voyager (1977) in je delal za več kot 17 let. Ob naraščajočih cenah nafte (kriz iz leta 1973), je ameriška vlada obrnila svojo pozornost na nove vire energije: praznjenje odpadne vode močna podjetja, ki imajo velik potencial. Študije so naslovljena sabo stvari: polprevodniško superprevodnost pri relativno visokih temperaturah (150 - 170 K) za izboljšanje lastnosti termoelementi. Kasneje prizadevanja osredotočena na zagotavljanje, da stanje osnove elementa iz germanija in silicija.

Odpri danes termoelektrični materiali običajno razdelimo v tri skupine obratovalne temperature:

1. Bizmutov telurid in zlitine kažejo najboljše kazalce kakovosti na 450 K.
2. Teluride in svinčeve zlitine kažejo zmanjšano učinkovitost, vendar pa pri temperaturah od 1000 - 1300 K.
3. Končno, silicij in germanij sestavki imajo nizko učinkovitost, vendar uveljavljeno tehnike za izdelavo. Delujejo pri temperaturah 1000 - 1300 K.

Oblikovanje XX stoletja

Termattaiks

Termoelektrični generator Termattaiks 1925 je značilno zapleteno izgovarjavo za imenu in na sprednji plošči vsebuje voltmeter za preverjanje napetosti. Togost z dejstvom: naprave je polnilnik za akumulatorje svinčeve 6,3 V. To je pomenilo možnost uporabe termoelektrični generator neposredno kot sredstvo za ogrevanje katode za elektronske cevi.

Gumb Sprednja plošča dovajanje odpadnih plinov za vplivanje na izhodno napetost. Nekateri avtorji predlagajo velika nihanja, ampak besedilo je že izrazil stališče sprejemljivo stabilnost termoelektrični generator. Zato je možnost njihove uporabe v okviru opazovanja je očitna.

Revija Amateur Wireless predlagal, da je termoelektrični generator dovolj dober za napajanje prenosni amaterski radijsko postajo v akcijah in odprav. Zaradi pomanjkanja električne energije, ki je pridobljena v omejenih količinah, kurjenje nafte, plina, premoga, lesa.

radio plin

Izraženo nad idejo radijske moči od vseh goriv se izvaja že v 30-ih na termoelektrični generator. Podjetje v Cardiffu Gas Light & Coke sprosti ustrezno oglaševanje. napis "termoelektrični generator" The prvič je vredno. Prejšnji vzorci trmasto imenovana v literaturi baterije, akumulatorje, ali je ostala brez naslova. Reklamka pravi, ko zmanjka energije, tok plina omogoča poslušanje najnovejše radia kjerkoli na svetu. Taki časi: Odmerek premoga, in novica je vedno tam.

To termoelektrični generator je prenosna naprava sprejemnik moč in omogoča prikaz Katodni napetost 2 V pri izhodni tok 0,5 A in napetost diagram 120 V na sedanje porabe 10 mA. Informacijski opomba k navodilu navaja, da temperaturni ne daje veliko stresa, ampak, da bi dobili več žičnih povezav, je še vedno mogoče doseči zadovoljivega rezultata.

Najuspešnejši materiali za termoelektrični generator se šteje, glede na proizvajalca, kombinacije nikelj-kromniklja. Seebeck koeficient za njih je 40 mV / K, pri čemer obdelovalne temperature do 1000 K. Ogrevanje sprejemnik, napetost dosegla 40 mV. Če termoelementi 50 povezani zaporedno, tvori 2, kar je dovolj za segrevanje katode elektronov cevi. 120 3000 pridobljeni vključitev termoelementi v enem verigi.

light Iljič

Predstavljena na slika petrolejko obdan z odtenkom termoelektrični generator je razvit pod vodstvom Ioffe. Ta izdelek je post-Stalin era z letnico 1959 leto, vam omogoča, da istočasno poslušati radio in snemanje zaupne povzetke. Pravi prijatelj podzemnega delavca. Termoelektrični generator proizvaja amplitude napetosti za segrevanje vlakna 1,5 V pri toku 125 mA, celotna naprava 90 dovaja napetost na tokom 12 mA.

XXI stoletja

Dobra novica! Leta 2005 je Jason Hopkins je izkazalo, da je učinkovitost termoelektrični generator uspelo priti bližje idealu. Čakamo na nove izdelke na tem področju.