ఎందుకు థర్మోఇలెక్ట్రిక్ పవర్ జనరేటర్లు?

ఎందుకు తరహార్థ విద్యుత్ జనరేటర్లు?

తరహార్థ విద్యుత్ జనరేటర్ నిర్వచనం

తరహార్థ విద్యుత్ జనరేటర్ (TEG) సీబెక్ ప్రభావం ఉపయోగించి ఉష్ణతా శక్తిని విద్యుత్ శక్తిగా మార్చే ఉపకరణం. సీబెక్ ప్రభావం రెండు విభిన్న కాండక్టర్ల లేదా కాండక్టర్ల సర్క్యుట్‌ల మధ్య ఉష్ణతా వ్యత్యాసం ఉంటే విద్యుత్ పోటెన్షియల్ వ్యత్యాసం ఏర్పడే ఒక ప్రభావం. TEGలు చలనశీల భాగాలు లేని సొలిడ్-స్టేట్ ఉపకరణాలు, చిరునామానంగా, అంతమయంగా దీర్ఘకాలం ముందుకు పనిచేయవచ్చు. TEGలు వివిధ మూలాల నుండి వ్యర్థమైన ఉష్ణతను సేకరించడం ద్వారా ఉపయోగకరమైన విద్యుత్ శక్తిగా మార్చవచ్చు, ఇది ఔషధాల ప్రక్రియలు, మోటార్లు, విద్యుత్ నిర్మాణాలు, మరియు మనిషి వ్యక్తి ఉష్ణత వంటివి. TEGలు రేడియోఐసోటోప్స్ లేదా సూర్య ఉష్ణతను ఉష్ణత మూలంగా ఉపయోగించి సెన్సర్లు, వైలెస్ ట్రాన్స్మిటర్లు, మరియు అంతరిక్ష వాహనాలు వంటి దూరంలోని ఉపకరణాలను ప్రారంభించడం కోసం ఉపయోగించవచ్చు.

కార్య ప్రణాళిక

తరహార్థ విద్యుత్ జనరేటర్ రెండు ప్రధాన ఘటకాలను కలిగి ఉంటుంది: తరహార్థ వస్తువులు మరియు తరహార్థ మాడ్యూల్స్.

తరహార్థ వస్తువులు సీబెక్ ప్రభావం చూపే వస్తువులు, ఉష్ణత వ్యత్యాసం ఉంటే విద్యుత్ వోల్టేజ్ ఉత్పత్తి చేస్తాయి. వాటిని n-రకం మరియు p-రకం రెండు రకాలుగా విభజించబడతాయి. n-రకం వస్తువుల్లో అదనపు ఎలక్ట్రాన్లు ఉంటాయి, p-రకం వస్తువుల్లో ఎలక్ట్రాన్లు కుదురుతాయి. మెటల్ ఎలక్ట్రోడ్లతో కనెక్ట్ చేయబడినప్పుడు, ఈ వస్తువులు తరహార్థ జనరేటర్ యొక్క మూల యూనిట్ అయిన థర్మోకాప్ల్ రూపుంచుకుంటాయి.

తరహార్థ మాడ్యూల్ ఎన్నో థర్మోకాప్ల్‌ను విద్యుత్ శ్రేణిలో మరియు ఉష్ణత సమాంతరంగా కనెక్ట్ చేయబడిన ఉపకరణం. తరహార్థ మాడ్యూల్‌లో రెండు వైపులా ఉంటాయి: హాట్ వైపు మరియు కోల్డ్ వైపు. హాట్ వైపు ఉష్ణత మూలానికి మరియు కోల్డ్ వైపు ఉష్ణత సింక్‌కు ఎదురుగా ఉంటే, మాడ్యూల్ యొక్క మధ్యలో ఉష్ణత వ్యత్యాసం ఏర్పడుతుంది, ఇది సర్క్యుట్‌లో విద్యుత్ ఫ్లో చేయబడుతుంది. ఈ విద్యుత్ బాహ్య లోడ్ లేదా బ్యాటరీ చార్జ్ చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు. తరహార్థ మాడ్యూల్ యొక్క వోల్టేజ్ మరియు శక్తి ఉత్పత్తి థర్మోకాప్ల్‌ల సంఖ్య, ఉష్ణత వ్యత్యాసం, సీబెక్ గుణకం, మరియు వస్తువుల విద్యుత్ మరియు ఉష్ణత రెసిస్టెన్సీస్ ఆధారంగా ఉంటుంది.

తరహార్థ విద్యుత్ జనరేటర్ యొక్క కార్యక్షమతను విద్యుత్ శక్తి ఉత్పత్తిని ఉష్ణత ఇన్పుట్‌పై నిష్పత్తిగా నిర్వచించవచ్చు. ఈ కార్యక్షమత కార్నాట్ కార్యక్షమత ద్వారా పరిమితికి ఉంటుంది, రెండు ఉష్ణతల మధ్య ఏ ఉష్ణత ఇంజిన్ కోసం గరిష్ట సాధ్యమైన కార్యక్షమత. కార్నాట్ కార్యక్షమతను ఇలా ఇస్తారు:

కోల్డ్ వైపు ఉష్ణత Tc, హాట్ వైపు ఉష్ణత Th.

జోల్ హీటింగ్, ఉష్ణత కండక్టివిటీ, మరియు ఉష్ణత రేడియేషన్ వంటి వివిధ నష్టాల్లో తరహార్థ విద్యుత్ జనరేటర్ యొక్క నిజమైన కార్యక్షమత కార్నాట్ కార్యక్షమత కన్నా చాలా తక్కువ. తరహార్థ విద్యుత్ జనరేటర్ యొక్క నిజమైన కార్యక్షమత తరహార్థ వస్తువుల మెరిట్ ఫిగర్ (ZT)పై ఆధారపడుతుంది, ఇది తరహార్థ అనువర్తనాల కోసం వస్తువు ప్రదర్శనను కొలుస్తుంది. మెరిట్ ఫిగర్ ఇలా ఇస్తారు:

ఇక్కడ α సీబెక్ గుణకం, σ విద్యుత్ కండక్టివిటీ, κ ఉష్ణత కండక్టివిటీ, T నిరాకార ఉష్ణత.

మెరిట్ ఫిగర్ అధికంగా ఉంటే, తరహార్థ విద్యుత్ జనరేటర్ యొక్క కార్యక్షమత అధికంగా ఉంటుంది. మెరిట్ ఫిగర్ వస్తువుల అంతర్భుత ప్రపంచం (ఎలక్ట్రాన్ మరియు ఫోనన్ ట్రాన్స్పోర్ట్) మరియు బాహ్య ప్రపంచం (డోపింగ్ లెవల్ మరియు జ్యామితి) పై ఆధారపడుతుంది. తరహార్థ వస్తువుల పరిశోధన లక్ష్యం ఉష్ణత కండక్టివిటీ తక్కువగా, విద్యుత్ కండక్టివిటీ అధికంగా, సీబెక్ గుణకం అధికంగా ఉండే వస్తువులను కనుగొనడం లేదా డిజైన్ చేయడం, ఇవి సాధారణంగా వ్యతిరేక ప్రాథమిక విషయాలు.

సామాన్య వస్తువులు

• బిస్మత్తెల్యూరైడ్ (Bi2Te3) మరియు దాని అలయాలు

• లీడ్ టెల్యూరైడ్ (PbTe) మరియు దాని అలయాలు

• స్కటరుడైట్‌లు

• హాల్ఫ్-హైస్లర్ కంపౌండ్స్

ప్రయోజనాలు

• చలనశీల ఉపకరణాలు

• వ్యర్థమైన ఉష్ణత నుండి శక్తి ఉత్పత్తి

• రేడియోఐసోటోప్స్ నుండి శక్తి ఉత్పత్తి

 చట్టాలు

• తక్కువ కార్యక్షమత

• అధిక ఖర్చు

• ఉష్ణత నిర్వహణ

• సిస్టమ్ ఇంటిగ్రేషన్

భవిష్యత్తు దిశలు

• కొత్త తరహార్థ వస్తువులు

• ప్రగతిశీల తరహార్థ మాడ్యూల్స్

• క్రీయేటివ్ తరహార్థ సిస్టమ్స్

సారాంశం

తరహార్థ విద్యుత్ జనరేటర్లు సీబెక్ ప్రభావం ఉపయోగించి ఉష్ణత శక్తిని విద్యుత్ శక్తిగా మార్చే ఉపకరణాలు. తరహార్థ విద్యుత్ జనరేటర్లు ప్రామాణిక శక్తి ఉత్పత్తి విధానాల్లో కంపాక్ట్ సైజ్, అంతమయం, శాంతి, మరియు నేరుగా మార్