열전 발전의 작동 원리

8월 24, 2020
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8월 24, 2020 롱창케미칼

1. 오늘날 환경은 점점 더 악화되고 있고 에너지는 점점 더 긴장되고 있습니다. 연구자들은 친환경적이고 공해가 없는 청정에너지를 찾기 위해 노력해 왔습니다. 그중에서도 태양 에너지, 풍력 에너지, 조력 에너지는 모두에게 친숙한 에너지입니다. 또한 일부 공상 과학 소설에서도 사람들의 미래 생활을 상상할 것이며, 어느 정도 에너지를 언급하고 일단 온도 차이 발전 빈도가 낮지 않습니다. 예를 들어, 정 위안지에의 동화에서 거북이 껍질을 닮은 장치가 등장하고 사람들은 인체에서 발생하는 열을 사용하여 매일 사용하기 위해 전기를 생산하기 위해 그것을 등에 짊어지고 다녔습니다. 이 장치의 유일한 단점은 외관이 못생겼다는 것이지만, 생산된 전기는 모든 사람이 이 '거북이 껍질'을 휴대할 수 있을 만큼 충분했습니다. 정 위안지는 사회 현상을 풍자하는 데 사용했지만 원칙적으로이 장치는 가능합니다. 실생활에 충분한 제품은 없지만 일부 연구자들은 실험 조건에서 모델 제품을 만들었습니다. . 열전 발전의 실현은 1940년대 초에 시작되었습니다. 초기 열전 재료 변환 효율은 낮고 비용이 높았으며 수명이 짧았습니다. 군사 및 항공 우주 분야로 제한되어 왔으며 최근까지 민간 분야에서는 빠르게 발전하지 못했습니다. 새로운 핫스팟.

2. 온도차 발전의 원리는 인체의 표면 온도가 일일 주변 온도보다 약간 높기 때문에이 온도차를 특수 온도차 재료로 직접 전기 에너지로 변환 할 수 있다는 것입니다. 온도 차이를 사용하는 것은이 방법뿐만 아니라 공기 챔버의 열팽창과 수축을 기계 설계를 통해 스프링을 조이는 데 사용하거나 매체를 가열하여 증발시켜 발전기 블레이드를 구동 할 수 있지만 이론적으로는 직접 변환되지 않습니다 전기 에너지의 효율이 높습니다. 열전 발전은 열전 물질의 시벡 효과에 기반하여 개발된 발전 기술입니다. P형과 N형의 두 가지 반도체 열전 소재(P형은 정공이 풍부한 소재, N형은 전자가 풍부한 소재)를 사용하여 그림 1a와 같이 한쪽 끝을 연결하여 PN 접합을 형성하고 고온 상태에 놓고 다른 쪽 끝을 저온에 놓으며 두 끝 사이에 일정한 온도 차이가 있어야합니다. 열 여기로 인해 P(N)형 물질의 고온 끝단의 정공(전자) 농도가 저온 끝단보다 높기 때문에 이 농도 구배의 구동으로 정공과 전자가 저온 끝단으로 확산되기 시작하여 기전력이 형성되고 열전 물질은 고온과 저온 끝단의 온도차를 통해 고온 끝단에 입력된 열 에너지를 전기 에너지로 직접 변환하는 과정을 완료하게 됩니다. 동일한 장치에 전원이 공급되면 전기 냉각의 효율적인 적용 방법 인 능동 냉각을 실현할 수 있으며 소형 및 마이크로 냉각 장비에 적용 할 수 있습니다.

3. 장치를 만드는 과정에서 재료와 온도 차이의 제한으로 인해 단일 PN 접합은 작은 기전력과 상대적으로 작은 전류를 형성할 수 있습니다. 이러한 PN 접합을 여러 개 직렬로 연결하면 효과적인 열전 발전기가 될 수 있을 만큼 충분히 높은 전압을 얻을 수 있습니다. 아래 그림에 표시된 통합 방법은 장치 제작에서 매우 일반적입니다.

4. 열전 발전을 위해 태양 에너지를 사용하는 것 외에도 다른 모든 열전 차의 원인은 다른 에너지 소비에 의해 생성됩니다. 인체 표면에서 사용하더라도 인간이 생성하는 바이오매스 에너지도 사용합니다. 열에너지의 형태로 소산되는 에너지가 상당하고 태양 에너지와 해양 에너지 저장량이 모두 매우 크기 때문에 열전 발전은 큰 발전 전망을 가지고 있습니다.

이 기사는 롱창케미칼 R&D 부서에서 작성했습니다. 복사 및 전재가 필요한 경우 출처를 명시해 주세요.

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