ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Máy phát nhiệt điện. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Nguồn năng lượng thay thế Máy phát nhiệt điện - một thiết bị để chuyển đổi trực tiếp năng lượng nhiệt thành năng lượng điện. Máy phát điện nhiệt điện được chế tạo trên cơ sở các nguyên tố nhiệt điện. Các máy sinh nhiệt hiệu quả nhất sử dụng các hợp chất bán dẫn phức tạp; công suất của chúng có thể đạt tới vài chục watt, hiệu suất - 20% (với chênh lệch nhiệt độ của các điểm nối nóng và lạnh của các nguyên tố nhiệt - khoảng 1000 K). Năm nay đặc biệt hiệu quả khi sử dụng nhiệt tỏa ra trong quá trình hoạt động của động cơ tên lửa, lò phản ứng hạt nhân, lò cao, v.v. Máy phát nhiệt điện được thiết kế để cung cấp năng lượng cho các thiết bị vô tuyến, thông tin liên lạc, ánh sáng và sạc lại pin. Nó chuyển đổi nhiệt của các nguồn trong nước (keroga, bếp, bếp ga, bếp, lửa) thành năng lượng điện. 1. Máy phát nhiệt điện nhiên liệu rắn TEG chạy bằng than củi và làm mát bằng nước hoặc không khí. Sơ đồ cấu trúc được thể hiện trong hình. 7.3. Các đặc điểm chính của chúng được thể hiện trong Bảng. 7.1.
Bảng 7.1. Đặc điểm của TEG trên than củi TEG với việc đốt nóng các mối nối nóng bằng cách đốt than và làm mát các mối nối lạnh bằng nước sôi (xem Hình 7.4, 7.5) có một lò gang 6, trong đó than được đốt cháy, được nạp vào phễu 4 qua cổ 1. Các sản phẩm đốt cháy rời đi qua ống 2 Trong khoảng trống giữa vỏ trong 3 và vỏ ngoài 5 có nước sôi, giúp duy trì nhiệt độ của các điểm nối lạnh của TEEL ở khoảng 100°C. Các phần tử nhiệt 8 được cách điện khỏi cấu trúc lắp đặt bằng các lớp mica mỏng. Tiếp xúc nhiệt giữa vỏ 3 và TEEL được thực hiện bằng hợp kim nóng chảy được đổ vào giữa chúng.
TEG có hai pin TEEL hoạt động độc lập: một để cấp nguồn cho các mạch sưởi ấm, pin còn lại để cấp nguồn (với sự trợ giúp của bộ chuyển đổi rung động) cực dương và mạch lưới. Nhược điểm của TEEL như vậy: khó tiếp xúc nhiệt giữa TEEL và tủ lạnh, có nước sôi và khó điều khiển lò than.
TEG trên gỗ và than Sự phát triển hơn nữa của TEG nhiên liệu rắn đã dẫn đến việc tạo ra một số mẫu TEG lớn hơn với công suất lên tới 500 W trở lên. Các thiết bị này là bếp lò sử dụng than hoặc củi, với các ống nhiệt điện được tích hợp vào tường. Ví dụ, chúng tôi cung cấp các máy phát điện được thiết kế cho Viễn Bắc ở mức 200 và 500 W, hoạt động trên mọi loại nhiên liệu - gỗ, than, dầu. Một máy phát điện 200 W tiêu thụ khoảng 2 kg củi trong 1 giờ. Nó được thiết kế để sản xuất điện, nước nóng hoặc hơi nước dùng trong chăn nuôi gia súc. Tuy nhiên, hoạt động của TEG chạy bằng than không ổn định do khó đảm bảo nguồn cung cấp nhiên liệu đồng đều. Lần khởi động tiếp theo của TEG yêu cầu làm sạch lò sơ bộ, mất nhiều thời gian để đạt được công suất, v.v. Do đó, sự phát triển hơn nữa của TEG đã đi theo con đường sử dụng nhiên liệu lỏng. TEG trung gian cho nhiên liệu rắn và lỏng Những ưu điểm của nhiên liệu lỏng đã dẫn đến sự xuất hiện của các thiết kế trung gian phù hợp để vận hành trên cả nhiên liệu lỏng và rắn. Những cấu trúc này bao gồm cấu trúc được hiển thị trong Hình. Sơ đồ 7.6 của việc cài đặt TEG theo bằng sáng chế của Mỹ.
Tại đây, 145 phần tử nhiệt điện làm bằng dây có đường kính 0,5 mm được nhúng với các đầu nguội vào đáy cốc Bakelite có đường kính 5 cm được đỡ bằng giá ba chân. Các đầu nóng của các phần tử được đốt nóng bằng ngọn lửa của đèn cồn thông thường. Một nhánh của TEEL được làm bằng Constantan, nhánh còn lại được làm bằng hợp kim niken (91%) với molypden (9%). Điện áp đầu ra của máy phát là 6 V. Mạch này rất giống với mạch TEG-1, nhưng có thiết kế khác: sử dụng pin nhiên liệu kim loại và thay ngọn lửa bằng đầu đốt cồn. 2. Máy phát nhiệt điện nhiên liệu lỏng TEG trên dầu hỏa loại TGK-1, TGK-3 và TGK-2-2-TEG trên dầu hỏa dựa trên việc sử dụng đèn dầu hỏa chiếu sáng thông thường làm nguồn nhiệt và cùng với việc tạo ra điện là nguồn sáng. Các sơ đồ thiết kế của TGK-1, TGK-3 và TGK-2-2 giống nhau: các sản phẩm đốt cháy sợi đốt của dầu hỏa làm nóng các mối nối nóng của TEEL từ SbZn và Constantan, các mối nối lạnh có vây làm mát bằng không khí. Công suất của TGC-1 khoảng 1,6 W, TGC-3 khoảng 3 W. Các đặc điểm chính của TGK-3 được thể hiện trong Bảng. 7.2. Bảng 7.2
Trên hình. Hình 7.7 cho thấy máy phát điện TGK-3, trong sơ đồ thiết kế cơ bản của nó, khác một chút so với TGK-1, nhưng có nhiều năng lượng hơn. TEG này sử dụng đèn dầu hỏa bấc tròn 20 dòng 8 và 7, và một ống dẫn nhiệt bằng kim loại. 2 và 6 thể hiện trong hình. 7.7, có 14 mặt cho TEEL. Mỗi khối TEEL được làm mát bằng một sườn kép 3 độc lập, như trong TGC-1. Chiều cao của TGC-3 từ mép dưới của đèn 8 đến vành 1 khoảng 1 m, đường kính tản nhiệt 300 mm. Một lần sạc của đèn là đủ cho khoảng 10 giờ hoạt động. Năng lượng do TGK-3 tạo ra khá đủ để cung cấp năng lượng cho nhiều loại máy thu thanh và các thiết bị khác tiêu thụ điện áp 1 - 2 V ở dòng điện 0,3 - 0,5 A và điện áp 90 - 120 V ở dòng điện 8 - 11 m.a. 3. TEG đối với nhiên liệu khí Việc sử dụng khí giúp đơn giản hóa việc điều chỉnh nhiệt đầu vào (dễ dàng đạt được bằng cách điều chỉnh áp suất khí trong đầu đốt), đảm bảo nhiên liệu cháy tốt ở các nhiệt độ khác nhau và không kèm theo sự tích tụ xỉ. Tất cả điều này tạo điều kiện cho hoạt động lâu dài và ổn định của TEG. Đặc biệt, những năm XNUMX được đặc trưng bởi việc xây dựng các đường ống dẫn khí đốt và dầu tự nhiên trên một khoảng cách dài đến các trung tâm tiêu thụ. Liên quan đến vấn đề này là việc bắt đầu sử dụng rộng rãi TEG chạy bằng nhiên liệu khí ở nước ta để bảo vệ catốt cho đường ống dẫn khí và các đường ống khác khỏi bị ăn mòn (ở những khu vực không có nhà máy điện), để đảm bảo an toàn cho đường ống với chi phí tối thiểu, cũng như cho các mục đích khác. Đường ống dẫn khí nằm trong vùng có dòng chảy lạc hoặc trong đất xâm thực nhanh chóng bị hỏng do xuất hiện vỏ, lỗ rò và các hư hỏng khác ở những nơi lớp cách điện của đường ống bị hỏng. Trạm bảo vệ catốt đường ống là nguồn dòng điện một chiều có công suất lên tới 0,5 - 1 kW ở 10 - 20 V, cực âm được nối với đường ống dẫn khí bằng cáp cách điện và cực dương được nối đất. Để bảo vệ catốt, một số loại TEG đã được tạo ra ở Nga với công suất từ 10 đến 300 W, bao gồm TGG-10 và TGG-16. Chúng có một pin TEEL và hoạt động bằng nhiên liệu khí. Pin bao gồm các phần riêng biệt. Mối nối nóng được ép vào thiết bị truyền nhiệt silumin và mối nối lạnh được ép vào các cánh nhôm làm mát. Pin là một hình trụ, ở phần dưới có đặt một vòi đốt khí (PB-40-4), khí được cung cấp dưới áp suất quá mức khoảng 0,015 atm. Bộ TEG có một van điện từ có khả năng cắt nguồn cung cấp nhiên liệu. Thông thường, khí đốt được cung cấp cho TEG từ các đường ống dẫn khí nối với nhà của các công nhân đường dây. Máy phát điện TGG-10 về cơ bản không khác biệt về nguyên tắc so với máy phát điện đa năng, nó chỉ sử dụng đầu đốt gas thay vì đèn dầu hỏa. TEG TGG-16 sử dụng phương pháp loại bỏ nhiệt cải tiến từ khí nóng bằng đĩa đục lỗ. Sơ đồ của TEG này được hiển thị trong hình. 7.8. Những máy phát điện này được làm nóng đến nhiệt độ hoạt động trong vòng chưa đầy 30 phút. Lượng gas tiêu thụ (7000 - 8000 kcal/m) là 0,1 - 0,2 m3/h. Hiệu suất nhiệt thấp trong các cài đặt này là không đáng kể, vì mức tiêu thụ khí không đáng kể, điều chính là độ tin cậy và đơn giản, chi phí vận hành thấp.
3. Máy phát nhiệt điện chạy bằng năng lượng mặt trời TEG năng lượng mặt trời cho mục đích không gian. TEG, sơ đồ được hiển thị trong hình. 7.9 dựa trên việc sử dụng TEEL nhỏ có thể tích khoảng 2,5 mm3, được đặt giữa hai tấm song song (ví dụ: lá kim loại) với số lượng khoảng 3000 miếng. trên 1 m2; TEEL được cách ly khỏi các tấm và được kết nối song song nối tiếp. Trong không gian vũ trụ, một mảng đối diện với Mặt trời nóng lên tới 300°C, trong khi mảng còn lại (các điểm nối lạnh) có nhiệt độ khoảng 70°C. Mỗi TEEL trong thiết kế này có thể tạo ra công suất khoảng 10 MW với hiệu suất khoảng 2%. 1 m2 tấm nhiệt điện của mô hình nặng 10 kg và có thể tạo ra khoảng 30 - 40 W/m điện năng. Một máy phát điện năng lượng mặt trời như vậy cho tàu vũ trụ được chế tạo dưới dạng một băng cassette có bề mặt 30 cm với 12 hàng TEEL, mỗi hàng 12 TEEL. Nó được đặc trưng bởi sản lượng điện 2 W khi được Mặt trời đốt nóng trong không gian vũ trụ. TEG năng lượng mặt trời với bề mặt gia nhiệt phẳng không thể đạt được hiệu quả tốt của TEEL (đặc biệt là trong điều kiện trên mặt đất) do chênh lệch nhiệt độ nhỏ giữa các điểm nối nóng và lạnh. Có thể thu được kết quả tốt nhất khi sử dụng bộ tập trung năng lượng mặt trời, mặc dù điều này làm phức tạp thiết kế.
4. Máy phát nhiệt điện có bộ tập trung năng lượng mặt trời Như đã lưu ý, hiệu quả của TEEL tăng tỷ lệ thuận với chênh lệch nhiệt độ giữa các điểm nối nóng và lạnh, ngoài ra, với nhiệt độ tuyệt đối của điểm nối nóng. Do đó, hiệu suất nhiệt của TEG đã tăng đáng kể bằng cách sử dụng các bộ tập trung năng lượng mặt trời, giúp tăng nhiệt độ của điểm nối nóng của TEEL lên tới 1000°C. Máy phát điện năng lượng mặt trời nhiệt điện có bộ tập trung là một pin nhiệt điện được lắp đặt trong vùng tiêu điểm của gương hình cầu hoặc hình trụ (Hình 7.10). Các tia nắng mặt trời được gương thu lại hướng tới bề mặt của các mối nối nóng và làm chúng nóng lên. Mối nối nguội được làm mát bằng không khí, tản nhiệt nước hoặc bằng bức xạ. Nhiều mô hình TEG năng lượng mặt trời với bộ tập trung nhiệt, bao gồm cả những mô hình có bộ tập trung lớn và nhỏ, và với bộ tích tụ nhiệt đã được phát triển. Một nhược điểm nghiêm trọng của TEG năng lượng mặt trời với các bộ tập trung năng lượng là chi phí cao của chính các bộ tập trung. 1 - gương phản xạ parabol; 2 - bộ thu nhiệt mặt trời; 3 - THÉP; 4 - tản nhiệt Máy phát nhiệt điện với một số nguồn nhiệt khác Khả năng sử dụng các nguồn nhiệt khác, cả với chênh lệch nhiệt độ lớn và nhỏ, để tạo ra điện bằng cách sử dụng TEEL (nước địa nhiệt, nhiệt độ cơ thể con người, khí thải từ bệ phóng tên lửa, v.v.) đã được triển khai trong một số thiết kế TEG độc đáo. Đối với họ, vật liệu nhiệt điện phù hợp nhất với hệ số chất lượng cao ở nhiệt độ thấp. Những vật liệu này bao gồm chì telua với việc bổ sung 0,1% natri, hệ số chất lượng là 0,8-10-3 (độ)-1 ở 200°C và 1,410-3 (độ)-1 ở 0°C. Việc sử dụng nhiệt từ nước địa nhiệt có thể có tầm quan trọng thiết thực lớn. Các mẫu thử nghiệm của TEG đã được tạo ra phù hợp với việc sử dụng nhiệt của suối nước nóng tự nhiên. Hiệu suất nhiệt không đủ cao của một nhà máy điện địa nhiệt điện như vậy có thể được bù đắp bằng sự đơn giản và độ tin cậy của TEG, khả năng vận hành mà không cần nhân viên bảo trì. Nhiệt của cơ thể con người cũng có thể được sử dụng để tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ giữa các điểm nối nóng và lạnh của TEEL. Những TEG như vậy được làm từ TEM tốt có thể cung cấp công suất từ 0,01 W trở lên nếu chênh lệch nhiệt độ khoảng 40 - 50°C. Vài chục TEEL thu nhỏ tạo thành một chiếc vòng tay linh hoạt đeo trên cổ tay. Một TEG như vậy có thể cung cấp năng lượng cho máy thu và máy phát bán dẫn, đặc biệt là ở vùng khí hậu lạnh. Một ví dụ khác về các thiết bị loại này là máy thu thanh thể rắn của Nhật Bản, không cần pin hoặc bộ tích điện. Ở đây có một thiết bị nhiệt điện cung cấp dòng điện cần thiết nếu tấm nhiệt được đặt trên tay. Tác giả: Magomedov A.M. Xem các bài viết khác razdela Nguồn năng lượng thay thế. Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này. Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất: Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con
06.05.2024 Loa không dây Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang
05.05.2024
Tin tức thú vị khác: ▪ ICL5102 - Bộ điều khiển bộ chuyển đổi AC-DC nửa cầu hiệu quả với PFC ▪ Tiết lộ bí mật của những người thành công Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới
Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí: ▪ phần của trang web dành cho người mới bắt đầu phát thanh nghiệp dư. Lựa chọn bài viết ▪ bài viết Nhà máy thủy điện. Lịch sử phát minh và sản xuất ▪ bài viết Thợ điện xây dựng. Hướng dẫn tiêu chuẩn về bảo hộ lao động ▪ bài báo Đèn LED hạ cánh tiết kiệm. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Để lại bình luận của bạn về bài viết này: Tất cả các ngôn ngữ của trang này Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web www.diagram.com.ua |