தேயத்திய விளம்பரங்கள்: தேற்றங்கள், பொருட்கள் மற்றும் பயன்பாடுகள்

தெர்மோ-எலக்டிரிக் ஜெனரேட்டர் (TEG) என்பது ஷீபெக் விளைவை பயன்படுத்தி வெப்ப உற்பத்தியை எலக்டிரிக் உற்பத்தியாக மாற்றும் சாதனமாகும். ஷீபெக் விளைவு என்பது இரண்டு வெவ்வேறு நடுவண்டிகள் அல்லது நடுவண்டி வடிவமைப்புகளில் வெப்ப வித்தியாசம் இருக்கும்போது ஒரு எலக்டிரிக் வோல்ட்டேஜ் வித்தியாசத்தை உருவாக்கும் ஒரு பொதுவான என்று அழைக்கப்படும் ஒரு சூழ்நிலை. TEGs என்பவை தொடர்ச்சியாக நீண்ட கால அளவில் மெதுவாக மற்றும் நம்பிக்கையாக செயலிழக்கும் ஒரு திண்ம அம்சம் கொண்ட சாதனங்களாகும். TEGs என்பவை தொழில் செயல்பாடுகள், மாற்று வாகனங்கள், மின்சார நிறுவனங்கள், மற்றும் மனித உடல் வெப்பம் ஆகியவற்றிலிருந்து வெப்ப உற்பத்தியை வசதியாக மாற்றி மேலும் பயனுள்ள மின்சாரத்திற்கு மாற்றுவதற்கு பயன்படுத்தப்படலாம். TEGs என்பவை ரேடியோ ஐசோடோப்ஸ் அல்லது சூரிய வெப்பத்தை வெப்ப உற்பத்தியாக பயன்படுத்தி அலைக்கோர்த்தான தொலைக்காட்சி அல்லது விண்வெளி விபத்து விளைவுகள் போன்ற தொலைவில் உள்ள சாதனங்களுக்கு மின்சாரத்தை வழங்குவதற்கும் பயன்படுத்தப்படலாம்.

தெர்மோ-எலக்டிரிக் ஜெனரேட்டர் எப்படி வேலை செய்கிறது?

தெர்மோ-எலக்டிரிக் ஜெனரேட்டர் இரு முக்கிய பொருள்களை கொண்டுள்ளது: தெர்மோ-எலக்டிரிக் பொருள்களும் மற்றும் தெர்மோ-எலக்டிரிக் மாジュல்களும்.

தெர்மோ-எலக்டிரிக் பொருள்கள் ஷீபெக் விளைவை காட்டும் பொருள்களாகும், அதாவது அவை வெப்ப வித்தியாசத்திற்கு உள்ளாக ஒரு எலக்டிரிக் வோல்ட்டேஜை உருவாக்கும். தெர்மோ-எலக்டிரிக் பொருள்கள் n-வகை மற்றும் p-வகை என்ற இரு வகைகளாக வகைப்படுத்தப்படலாம். n-வகை பொருள்கள் இலைகளின் அதிகத்திற்கு காரணமாக இருக்கும், அதேசமயத்தில் p-வகை பொருள்கள் இலைகளின் குறைவுக்கு காரணமாக இருக்கும். ஒரு n-வகை பொருளும் p-வகை பொருளும் மெதல் இலக்கிகளால் தொடர்ச்சியாக இணைக்கப்படும்போது, அவை ஒரு தெர்மோகப்பிள் ஆகும், இது தெர்மோ-எலக்டிரிக் ஜெனரேட்டரின் அடிப்படை அலகு.

தெர்மோ-எலக்டிரிக் மாஜுல் என்பது நிறைய தெர்மோகப்பிள்களை மின்சார தொடர்ச்சியாக மற்றும் வெப்ப இணை தொடர்ச்சியாக இணைக்கும் ஒரு சாதனமாகும். தெர்மோ-எலக்டிரிக் மாஜுல் இரு பக்கங்களை கொண்டுள்ளது: ஒரு சூடான பக்கம் மற்றும் ஒரு குளிரான பக்கம். சூடான பக்கம் வெப்ப அம்சத்திற்கு வெளிப்படையாக இருக்கும்போது மற்றும் குளிரான பக்கம் வெப்ப அம்சத்திற்கு வெளிப்படையாக இருக்கும்போது, மாஜுலின் மீது ஒரு வெப்ப வித்தியாசம் உருவாகிவிடும், இது வெப்ப வித்தியாசத்தின் காரணமாக ஒரு மின்சார வடிவமைப்பில் ஒரு மின்னாற்சியை உருவாக்கும். மின்னாற்சி ஒரு வெளியிலுள்ள சாதனத்தை மின்சார வழியாக வழங்க அல்லது ஒரு மின்தூக்கியை தூக்க பயன்படுத்தப்படலாம். தெர்மோ-எலக்டிரிக் மாஜுலின் வோல்ட்டேஜ் மற்றும் மின்சார வெளிப்படையாக இருக்கும் தெர்மோகப்பிள்களின் எண்ணிக்கை, வெப்ப வித்தியாசம், ஷீபெக் கெப்பியல், மற்றும் பொருள்களின் மின்சார மற்றும் வெப்ப எதிர்ப்பு அளவுகளில் அமைந்துள்ளது.

தெர்மோ-எலக்டிரிக் ஜெனரேட்டரின் திறன்மை என்பது வெப்ப அம்சத்தின் மூலம் வழங்கப்பட்ட வெப்ப உற்பத்தியின் வித்தியாசத்திற்கும் மின்சார வெளிப்படையாக இருக்கும் மின்சார வெளிப்படையின் வித்தியாசத்திற்கும் இடையே உள்ள விகிதமாக வரையறுக்கப்படுகிறது. தெர்மோ-எலக்டிரிக் ஜெனரேட்டரின் திறன்மை கார்னாட் திறன்மையால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது, இது எந்த வெப்ப அம்சத்திற்கும் இரு வெப்ப அளவுகளில் இயங்கும் எந்த வெப்ப அம்சத்தின் அதிகபட்ச திறன்மையையும் வரையறுக்கிறது. கார்னாட் திறன்மை:

ηCarnot=1−ThTc

இங்கு Tc என்பது குளிரான பக்கத்தின் வெப்ப அளவு, Th என்பது சூடான பக்கத்தின் வெப்ப அளவு.

தெர்மோ-எலக்டிரிக் ஜெனரேட்டரின் உண்மையான திறன்மை வெப்ப அம்சத்தின் காரணமாக ஜௌல் வெப்பம், வெப்ப நடத்தை, மற்றும் வெப்ப விளக்கம் ஆகியவற்றின் வெப்ப இழப்புகள் காரணமாக கார்னாட் திறன்மையில் குறைவாக இருக்கும். தெர்மோ-எலக்டிரிக் ஜெனரேட்டரின் உண்மையான திறன்மை தெர்மோ-எலக்டிரிக் பொருள்களின் மேல் மதிப்பு (ZT) ஆல் சார்ந்து இருக்கும், இது ஒரு மாறிலிப்போட்ட அளவுகோலாக இருக்கும், இது தெர்மோ-எலக்டிரிக் பயன்பாடுகளுக்கான ஒரு பொருளின் திறன்மையை அளவிடுகிறது. மேல் மதிப்பு:

ZT=κα2σT

இங்கு α என்பது ஷீபெக் கெப்பியல், σ என்பது மின்சார நடத்தை, κ என்பது வெப்ப நடத்தை, மற்றும் T என்பது முழு வெப்ப அளவு.

மேல் மதிப்பு அதிகமாக இருக்க தெர்மோ-எலக்டிரிக் ஜெனரேட்டரின் திறன்மையும் அதிகமாக இருக்கும். மேல் மதிப்பு பொருள்களின் உள்ளே உள்ள பண்புகள் (என்னிடம் மற்றும் போன் போன் நடத்தை) மற்றும் வெளியே உள்ள பண்புகள் (உதாரணமாக தோப்பிங் அளவு மற்றும் வடிவம்) ஆகியவற்றில் சார்ந்து இருக்கும். தெர்மோ-எலக்டிரிக் பொருள்கள் ஆராய்ச்சியின் நோக்கம் உயர் ஷீபெக் கெப்பியல், உயர் மின்சார நடத்தை, மற்றும் குறைந்த வெப்ப நடத்தை உள்ள பொருள்களை கண்டுபிடிக்கவும் அல்லது வடிவமைக்கவும், இவை போதுமான திறன்மையை அளவிடுவதற்கு எதிர்க்குறிப்பாக இருக்கும்.

ஏனைய சாதாரண தெர்மோ-எலக்டிரிக் பொருள்கள் என்ன?

தெர்மோ-எலக்டிரிக் பொருள்கள் மூன்று வகைகளாக வகைப்படுத்தப்படலாம்: மெதல்கள், அரைவினையாளர்கள், மற்றும் சிக்கலான கலவைகள்.

மெதல்கள் உயர் மின்சார நடத்தை உள்ளது, ஆனால் குறைந்த ஷீபெக் கெப்பியல் மற்றும் உயர் வெப்ப நடத்தை உள்ளது, இதனால் மேல் மதிப்பு குறைவாக இருக்கும். மெதல்கள் முக்கியமாக தெர்மோ-எலக்டிரிக் மாஜுல்களில் மின்தூக்கிகளாக அல்லது இணைப்புகளாக பயன்படுத்தப்படுகின்றன.