थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर: रेडियोआइसोटोप और अन्य। औद्योगिक उपयोग के लिए ऊर्जा जनरेटर के संचालन का सिद्धांत। उनका उपकरण

2024 लेखक: Beatrice Philips | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-16 05:40

विश्व में ताप विद्युत संयंत्रों को ऊर्जा उत्पादन के सबसे सस्ते विकल्प के रूप में मान्यता प्राप्त है। लेकिन इस पद्धति का एक विकल्प है, जो पर्यावरण के अनुकूल है - थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर (TEG)।

यह क्या है?

थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर एक उपकरण है जिसका कार्य थर्मल तत्वों की एक प्रणाली का उपयोग करके थर्मल ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करना है।

इस संदर्भ में "थर्मल" ऊर्जा की अवधारणा की बिल्कुल सही व्याख्या नहीं की गई है, क्योंकि ऊष्मा का अर्थ केवल इस ऊर्जा को परिवर्तित करने की एक विधि है।

टीईजी एक थर्मोइलेक्ट्रिक घटना है जिसे पहली बार 19 वीं शताब्दी के 20 के दशक में जर्मन भौतिक विज्ञानी थॉमस सीबेक द्वारा चित्रित किया गया था। सीबेक के शोध के परिणाम की व्याख्या दो अलग-अलग सामग्रियों के सर्किट में विद्युत प्रतिरोध के रूप में की जाती है, लेकिन पूरी प्रक्रिया केवल तापमान के आधार पर आगे बढ़ती है।

उपकरण और संचालन का सिद्धांत

थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर के संचालन का सिद्धांत, या, जैसा कि इसे एक ऊष्मा पंप भी कहा जाता है, अर्धचालकों के तापीय तत्वों का उपयोग करके ऊष्मा ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलने पर आधारित है, जो समानांतर या श्रृंखला में जुड़े हुए हैं।

शोध के दौरान, एक जर्मन वैज्ञानिक द्वारा एक पूरी तरह से नया पेल्टियर प्रभाव बनाया गया था , जो इंगित करता है कि सोल्डरिंग के दौरान अर्धचालकों की पूरी तरह से अलग सामग्री उनके पार्श्व बिंदुओं के बीच तापमान में अंतर का पता लगाना संभव बनाती है।

लेकिन आप कैसे समझते हैं कि यह प्रणाली कैसे काम करती है? सब कुछ काफी सरल है, ऐसी अवधारणा एक निश्चित एल्गोरिथ्म पर आधारित है: जब तत्वों में से एक को ठंडा किया जाता है, और दूसरे को गर्म किया जाता है, तो हमें वर्तमान और वोल्टेज की ऊर्जा मिलती है। इस विशेष विधि को बाकियों से अलग करने वाली मुख्य विशेषता यह है कि यहां सभी प्रकार के ताप स्रोतों का उपयोग किया जा सकता है। , हाल ही में बंद स्टोव, दीपक, आग या यहां तक कि केवल चाय के साथ एक कप सहित। खैर, शीतलन तत्व सबसे अधिक बार हवा या साधारण पानी होता है।

ये थर्मल जनरेटर कैसे काम करते हैं? इनमें विशेष थर्मल बैटरी होती हैं, जो कंडक्टर सामग्री से बने होते हैं, और थर्मोपाइल जंक्शनों के विभिन्न तापमानों के ताप विनिमायक होते हैं।

विद्युत सर्किट आरेख इस तरह दिखता है: अर्धचालकों के थर्मोकपल, एन- और पी-प्रकार की चालकता के आयताकार पैर, ठंड और गर्म मिश्र धातुओं की जुड़ी प्लेटें, साथ ही उच्च भार।

थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल के सकारात्मक पहलुओं में, सभी स्थितियों में बिल्कुल उपयोग करने की संभावना नोट की जाती है। , लंबी पैदल यात्रा सहित, और इसके अलावा, परिवहन में आसानी। इसके अलावा, उनमें कोई हिलने-डुलने वाले हिस्से नहीं होते हैं, जो जल्दी खराब हो जाते हैं।

और नुकसान में कम लागत, कम दक्षता (लगभग 2-3%), साथ ही एक अन्य स्रोत का महत्व शामिल है जो एक तर्कसंगत तापमान ड्रॉप प्रदान करेगा।

इस बात पे ध्यान दिया जाना चाहिए कि वैज्ञानिक इस तरह से ऊर्जा प्राप्त करने में सभी त्रुटियों को सुधारने और समाप्त करने की संभावनाओं पर सक्रिय रूप से काम कर रहे हैं … सबसे कुशल थर्मल बैटरी विकसित करने के लिए प्रयोग और शोध जारी हैं जो दक्षता बढ़ाने में मदद करेंगे।

हालांकि, इन विकल्पों की इष्टतमता को निर्धारित करना काफी मुश्किल है, क्योंकि वे सैद्धांतिक आधार के बिना पूरी तरह से व्यावहारिक संकेतकों पर आधारित हैं।

सभी कमियों को ध्यान में रखते हुए, अर्थात् थर्मोपाइल मिश्र धातुओं के लिए सामग्री की अपर्याप्तता, निकट भविष्य में एक सफलता के बारे में बात करना मुश्किल है।

एक सिद्धांत है कि वर्तमान चरण में भौतिक विज्ञानी नैनो तकनीक की शुरूआत के साथ मिश्र धातुओं को अधिक कुशल लोगों के साथ बदलने की तकनीकी रूप से नई विधि का उपयोग करेंगे। इसके अलावा, गैर-पारंपरिक स्रोतों का उपयोग करने का विकल्प संभव है। इसलिए, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में, एक प्रयोग किया गया जहां थर्मल बैटरी को एक संश्लेषित कृत्रिम अणु के साथ बदल दिया गया, जो सोने के सूक्ष्म अर्धचालकों के लिए एक बांधने की मशीन के रूप में काम करता था। किए गए प्रयोगों के अनुसार, यह स्पष्ट हो गया कि वर्तमान शोध की प्रभावशीलता केवल समय ही बताएगा।

अवलोकन टाइप करें

बिजली पैदा करने के तरीकों के आधार पर, गर्मी के स्रोत, और सभी थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर शामिल संरचनात्मक तत्वों के प्रकार के आधार पर कई प्रकार के होते हैं।

ईंधन। गर्मी ईंधन के दहन से प्राप्त होती है, जो कोयला, प्राकृतिक गैस और तेल है, साथ ही आतिशबाज़ी बनाने वाले समूहों (चेकर्स) के दहन से प्राप्त गर्मी।

परमाणु थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर , जिसमें स्रोत एक परमाणु रिएक्टर (यूरेनियम -233, यूरेनियम -235, प्लूटोनियम -238, थोरियम) की गर्मी है, अक्सर यहां एक थर्मल पंप रूपांतरण का दूसरा और तीसरा चरण होता है।

सौर जनरेटर सौर संचारकों से गर्मी उत्पन्न करते हैं जो हमें रोजमर्रा की जिंदगी (दर्पण, लेंस, गर्मी पाइप) में ज्ञात हैं।

पुनर्चक्रण संयंत्र सभी प्रकार के स्रोतों से ऊष्मा उत्पन्न करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप अपशिष्ट ऊष्मा (निकास और ग्रिप गैसें, आदि) निकलती है।

रेडियो आइसोटोप समस्थानिकों के क्षय और विभाजन से गर्मी प्राप्त होती है, इस प्रक्रिया को विभाजन की अनियंत्रितता की विशेषता है, और परिणाम तत्वों का आधा जीवन है।

ढाल थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर बिना किसी बाहरी हस्तक्षेप के तापमान के अंतर पर आधारित हैं: पर्यावरण और प्रयोग स्थल (विशेष रूप से सुसज्जित उपकरण, औद्योगिक पाइपलाइन, आदि) के बीच प्रारंभिक प्रारंभिक धारा का उपयोग करके। दिए गए प्रकार के थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर का उपयोग जूल-लेन्ज़ कानून के अनुसार थर्मल ऊर्जा में रूपांतरण के लिए सीबेक प्रभाव से प्राप्त विद्युत ऊर्जा के उपयोग के साथ किया गया था।

अनुप्रयोग

उनकी कम दक्षता के कारण, थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है जहां ऊर्जा स्रोतों के साथ-साथ महत्वपूर्ण गर्मी की कमी वाली प्रक्रियाओं के दौरान कोई अन्य विकल्प नहीं हैं।

इलेक्ट्रिक जनरेटर के साथ लकड़ी के स्टोव

यह उपकरण एक तामचीनी सतह, एक हीटर सहित बिजली के स्रोत की उपस्थिति की विशेषता है। ऐसी डिवाइस की शक्ति कारों के लिए सिगरेट लाइटर सॉकेट का उपयोग करके मोबाइल डिवाइस या अन्य उपकरणों को चार्ज करने के लिए पर्याप्त हो सकती है। मापदंडों के आधार पर, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि जनरेटर सामान्य परिस्थितियों के बिना काम करने में सक्षम है, अर्थात् गैस, हीटिंग सिस्टम और बिजली की उपस्थिति के बिना।

औद्योगिक थर्मोइलेक्ट्रिक जेनरेटर

बायोलाइट ने लंबी पैदल यात्रा के लिए एक नया मॉडल पेश किया है - एक पोर्टेबल स्टोव जो न केवल भोजन को गर्म करेगा, बल्कि आपके मोबाइल डिवाइस को भी चार्ज करेगा। यह सब इस उपकरण में निर्मित थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर के लिए संभव है।

यह उपकरण आपको आधुनिक सभ्यता की सभी स्थितियों से दूर पर्वतारोहण, मछली पकड़ने या कहीं भी पूरी तरह से सेवा प्रदान करेगा।बायोलाइट जनरेटर का काम ईंधन के दहन की विशेषता है, जो क्रमिक रूप से दीवारों के साथ प्रसारित होता है और बिजली उत्पन्न करता है। परिणामी बिजली आपको फोन चार्ज करने या एलईडी को रोशन करने की अनुमति देगी।

रेडियोआइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जेनरेटर

उनमें, ऊर्जा का स्रोत गर्मी है, जो सूक्ष्मजीवों के टूटने के परिणामस्वरूप बनता है। उन्हें ईंधन की निरंतर आपूर्ति की आवश्यकता होती है, इसलिए अन्य जनरेटर पर उनकी श्रेष्ठता होती है। हालांकि, उनका महत्वपूर्ण नुकसान यह है कि ऑपरेशन के दौरान सुरक्षा नियमों का पालन करना आवश्यक है, क्योंकि आयनित सामग्री से विकिरण होता है।

इस तथ्य के बावजूद कि ऐसे जनरेटर का प्रक्षेपण खतरनाक हो सकता है, जिसमें पर्यावरणीय स्थिति भी शामिल है, उनका उपयोग काफी सामान्य है। उदाहरण के लिए, इनका निस्तारण न केवल पृथ्वी पर, बल्कि अंतरिक्ष में भी संभव है। यह ज्ञात है कि रेडियोआइसोटोप जनरेटर का उपयोग नेविगेशन सिस्टम को चार्ज करने के लिए किया जाता है, अक्सर उन जगहों पर जहां कोई संचार प्रणाली नहीं होती है।

थर्मल ट्रेस तत्व

थर्मल बैटरी कन्वर्टर्स के रूप में कार्य करती हैं, और उनका डिज़ाइन सेल्सियस में कैलिब्रेटेड विद्युत माप उपकरणों से बना होता है। ऐसे उपकरणों में त्रुटि आमतौर पर 0.01 डिग्री के बराबर होती है। लेकिन यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इन उपकरणों को न्यूनतम शून्य से लेकर 2000 डिग्री सेल्सियस तक की सीमा में उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया है।

थर्मल पावर जेनरेटर ने हाल ही में व्यापक लोकप्रियता हासिल की है, जब उन दुर्गम स्थानों पर काम कर रहे हैं जो संचार प्रणालियों से पूरी तरह से रहित हैं। इन स्थानों में अंतरिक्ष शामिल है, जहां इन उपकरणों को बोर्ड अंतरिक्ष वाहनों पर वैकल्पिक बिजली आपूर्ति के रूप में तेजी से उपयोग किया जाता है।

वैज्ञानिक और तकनीकी प्रगति के विकास के साथ-साथ भौतिकी में गहन शोध के संबंध में, ऊष्मा ऊर्जा की वसूली के लिए वाहनों में थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर का उपयोग उन पदार्थों को संसाधित करने के लिए लोकप्रियता प्राप्त कर रहा है जो निकास प्रणाली से निकाले जाते हैं। कारें।