За неполные двести лет существования электрогенераторов люди успели придумать множество способов добычи электроэнергии, преобразуя в неё, кажется, всё что угодно. Любое вещество или явление, которое хоть как-то может поспособствовать получению электричества, тут же превращается в движущую силу очередного генератора. На очереди устройство, напрямую превращающее тепловую энергию в электрическую, – термоэлектрогенератор.
Принцип действия такого генератора основан на использовании термоэлектрического эффекта: разность температур двух рабочих элементов создаёт термоэлектродвижущую силу, и при замыкании этих элементов на внешнюю цепь по ней начинает течь электрический ток.
По виду источника тепла различают несколько типов термоэлектрогенераторов:
· Топливные. Источником энергии в таких устройствах служит тепло от сжигания топлива (газа, нефти, угля и т.д.). Топливные термоэлектрогенераторы применяются на ТЭС и в других областях энергетики.
· Радиоизотопные. Тепло получают в результате распада изотопов, при этом сам распад протекает неконтролируемо, а работа определяется периодом полураспада элемента.
· Атомные. В качестве энергии используется тепло атомного реактора.
· Солнечные. Тепло скапливается на солнечных коллекторах: зеркалах, линзах, тепловых трубах. Солнечные генераторы получают широкое распространение в настоящее время, поскольку развитие солнечной энергетики видится наиболее перспективным.
· Утилизационные. Тепло добывается из любых источников, выделяющих его: выхлопные и печные газы, преющие отходы и т.д.
Главное преимущество термоэлектрогенераторов заключается в их высоком КПД: атомные и изотопные генераторы достигают КПД в 95-98%, а средний уровень КПД таких генераторов держится на уровне 65-70%, что является очень высоким показателем. Кроме того, в качестве источника тепла в таких устройствах могут быть использованы различные вещества, что повышает технологичность генератора. Ещё одним достоинством этого типа генераторов можно назвать широкий диапазон температур, в котором эти устройства могут работать.
Среди недостатков термоэлектрогенератора можно выделить высокую стоимость этих устройств: большинство из них имеют в составе редкие элементы, а сама технология преобразования тепла в электричество предполагает наличие сложных механизмов.
Термоэлектрогенераторы применяются во многих сферах энергетики, в основном для питания основной электростанции. Такие типы генераторов, как радиоизотопные и атомные, используются для обеспечения электроэнергией космических аппаратов, действующих на значительном удалении от Земли. Благодаря длительному периоду распада радиоактивных элементов такие аппараты могут снабжаться электричеством в течение нескольких сотен лет.
