1821 వ సంవత్సరంలో, జోహాన్ సీబెక్ అనే ప్రసిద్ధ శాస్త్రవేత్త రెండు వేర్వేరు కండక్టర్ల మధ్య అభివృద్ధి చేయబడిన థర్మల్ ప్రవణత అనే భావనను పునరుద్ధరించాడు మరియు ఇది విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేస్తుంది. థర్మోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావానికి సంబంధించి, వాహక పదార్ధంలో ఉష్ణోగ్రత ప్రవణత అని పిలువబడే ఒక భావన ఉంది, ఇది వేడిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు ఈ ఫలితం ఛార్జ్ క్యారియర్ యొక్క విస్తరణలో ఉంటుంది. అభివృద్ధి చెందిన వేడి మరియు చల్లని పదార్థాల మధ్య ఈ వేడి ప్రవాహం వోల్టేజ్ తేడా. కాబట్టి, ఈ దృష్టాంతంలో పరికరం థర్మోఎలెక్ట్రిక్ కనుగొనబడింది జనరేటర్ , మరియు నేడు, మా వ్యాసం దాని పని, ప్రయోజనాలు, పరిమితులు మరియు సంబంధిత అంశాలపై ఉంది.

థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్ అంటే ఏమిటి?

థర్మోఎలెక్ట్రిక్ అంటే ఎలక్ట్రిక్ మరియు థర్మో అనే పదాల కలయిక. కాబట్టి థర్మల్ ఉష్ణ శక్తికి మరియు విద్యుత్ విద్యుత్ శక్తికి అనుగుణంగా ఉంటుందని పేరు సూచిస్తుంది. మరియు థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్లు రెండు విభాగాల మధ్య ఉత్పత్తి అయ్యే ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసాన్ని మార్చడంలో అమలు చేయబడిన పరికరాలు శక్తి యొక్క విద్యుత్ రూపం . ఇది ప్రాథమికమైనది థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్ నిర్వచనం .

ఈ పరికరాలు థర్మోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాలపై ఆధారపడి ఉంటాయి, ఇవి ఉష్ణ ప్రవాహానికి మరియు ఘన భాగాల ద్వారా విద్యుత్తుకు మధ్య జరిగే ఇంటర్‌ఫేస్‌ను కలిగి ఉంటాయి.

నిర్మాణం

థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్లు పి-టైప్ మరియు ఎన్-టైప్ అనే రెండు ముఖ్యమైన జంక్షన్లతో నిర్మించిన ఘన-స్థితి ఉష్ణ భాగాలు. పి-టైప్ జంక్షన్ + ve ఛార్జ్ యొక్క పెరిగిన సాంద్రతను కలిగి ఉంది మరియు n- టైప్ జంక్షన్ -ve చార్జ్డ్ ఎలిమెంట్స్ యొక్క ఏకాగ్రతను కలిగి ఉంటుంది.

P- రకం భాగాలు మరింత సానుకూల చార్జ్డ్ క్యారియర్లు లేదా రంధ్రాలను కలిగి ఉండటానికి స్థితిలో డోప్ చేయబడతాయి, తద్వారా సానుకూల సీబెక్ గుణకాన్ని అందిస్తుంది. ఇదే విధంగా, n- రకం భాగాలు మరింత ప్రతికూల చార్జ్డ్ క్యారియర్‌లను కలిగి ఉంటాయి, తద్వారా ప్రతికూల రకం సీబ్యాక్ గుణకాన్ని అందిస్తుంది.

థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్ వర్కింగ్

రెండు జంక్షన్ల మధ్య విద్యుత్ కనెక్షన్ గడిచేకొద్దీ, ప్రతి ధనాత్మక చార్జ్డ్ క్యారియర్ n- జంక్షన్‌కు కదులుతుంది మరియు అదేవిధంగా ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడిన క్యారియర్ p- జంక్షన్‌కు కదులుతుంది. లో థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్ నిర్మాణం , ఎక్కువగా అమలు చేయబడిన అంశం సీసం టెల్లరైడ్.

ఇది టెల్లూరియం మరియు సీసంతో నిర్మించిన భాగం, ఇందులో సోడియం లేదా బిస్మత్ తక్కువ మొత్తంలో ఉంటాయి. వీటితో పాటు, ఈ పరికర నిర్మాణంలో ఉపయోగించే ఇతర అంశాలు బిస్మత్ సల్ఫైడ్, టిన్ టెల్లూరైడ్, బిస్మత్ టెల్లూరైడ్, ఇండియం ఆర్సెనైడ్, జెర్మేనియం టెల్లరైడ్ మరియు మరెన్నో. ఈ పదార్థాలతో, థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్ డిజైన్ చేయవచ్చు.

థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్ వర్కింగ్ ప్రిన్సిపల్

ది థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్ పనిచేస్తోంది సీబ్యాక్ ప్రభావంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఈ ప్రభావంలో, రెండు వేర్వేరు లోహాల మధ్య ఏర్పడే లూప్ వివిధ ఉష్ణోగ్రత స్థాయిలలో లోహ జంక్షన్లను నిర్వహించినప్పుడు ఒక emf ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఈ దృష్టాంతంలో ఉన్నందున, వీటిని సీబ్యాక్ విద్యుత్ జనరేటర్లు అని కూడా పిలుస్తారు. ది థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్ బ్లాక్ రేఖాచిత్రం ఇలా చూపబడింది:

బ్లాక్ రేఖాచిత్రం

థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జెనరేటర్ సాధారణంగా వేడి మూలంతో చేర్చబడుతుంది, ఇది ఉష్ణోగ్రత యొక్క అధిక విలువలతో నిర్వహించబడుతుంది మరియు హీట్ సింక్ కూడా చేర్చబడుతుంది. ఇక్కడ, హీట్ సింక్ ఉష్ణోగ్రత ఉష్ణ మూలం కంటే తక్కువగా ఉండాలి. ఉష్ణ మూలం మరియు హీట్ సింక్ కోసం ఉష్ణోగ్రత విలువల్లో మార్పు లోడ్ విభాగంలో ప్రవహించే ప్రవాహాన్ని అనుమతిస్తుంది.

ఈ రకమైన శక్తి పరివర్తనలో, ఇతర రకాల శక్తి మార్పిడికి భిన్నంగా పరివర్తన శక్తి మార్పిడులు లేవు. ఈ కారణంగా, దీనిని ప్రత్యక్ష శక్తి పరివర్తన అని పిలుస్తారు. ఈ సీబ్యాక్ ప్రభావం కారణంగా ఉత్పత్తి చేయబడిన శక్తి సింగిల్-ఫేజ్ DC రకం మరియు I గా సూచించబడుతుంది^{రెండు}ఆర్_ఎల్ఇక్కడ RL లోడ్ వద్ద నిరోధక విలువకు అనుగుణంగా ఉంటుంది.

అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ మరియు శక్తి విలువలను రెండు విధాలుగా పెంచవచ్చు. ఒకటి వేడి మరియు చల్లని అంచుల మధ్య పెరిగే ఉష్ణోగ్రత వైవిధ్యాన్ని పెంచడం ద్వారా మరియు మరొకటి థర్మోఎలెక్ట్రిక్ విద్యుత్ జనరేటర్లతో సిరీస్ కనెక్షన్‌ను ఏర్పరచడం.

ఈ TEG పరికరం యొక్క వోల్టేజ్ V = αΔ T చే ఇవ్వబడుతుంది,

ఇక్కడ ‘α’ సీబ్యాక్ గుణకానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది మరియు ‘Δ’ అనేది రెండు జంక్షన్ల మధ్య ఉష్ణోగ్రత వైవిధ్యం. దీనితో, ప్రస్తుత ప్రవాహం ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది

I = (V / R + R._ఎల్)

దీని నుండి, వోల్టేజ్ సమీకరణం

V = αΔT / R + R._ఎల్

దీని నుండి, లోడ్ విభాగం అంతటా విద్యుత్ ప్రవాహం ఉంటుంది

P వద్ద లోడ్ = (αΔT / R + R._ఎల్)^{రెండు}(ఆర్_ఎల్)

R R కి చేరుకున్నప్పుడు పవర్ రేటింగ్ ఎక్కువ_ఎల్, అప్పుడు

Pmax = (αΔT)^{రెండు}/ (4 ఆర్)

వేడి అంచుకు వేడి సరఫరా మరియు చల్లని అంచు నుండి వేడిని తొలగించే సమయం వరకు ప్రస్తుత ప్రవాహం ఉంటుంది. మరియు అభివృద్ధి చెందిన కరెంట్ DC రూపంలో ఉంది మరియు దీనిని ఎసి రకంగా మార్చవచ్చు ఇన్వర్టర్లు . ట్రాన్స్ఫార్మర్ల అమలు ద్వారా వోల్టేజ్ విలువలను మరింత పెంచవచ్చు.

ఈ రకమైన శక్తి మార్పిడి కూడా శక్తి ప్రవాహ మార్గాన్ని తిరిగి మార్చగల చోట తిరిగి మార్చగలదు. DC శక్తి మరియు లోడ్ రెండూ అంచుల నుండి తొలగించబడినప్పుడు, థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్ల నుండి వేడిని ఉపసంహరించుకోవచ్చు. కాబట్టి, ఇది థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్ సిద్ధాంతం పని వెనుక.

థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్ సమర్థత సమీకరణం

ఈ పరికరం యొక్క సామర్థ్యం లోడ్ రెసిస్టర్‌లో వేడి ప్రవాహానికి లోడ్ విభాగంలో రెసిస్టర్ వద్ద ఉత్పత్తి చేయబడిన శక్తి యొక్క నిష్పత్తిగా సూచించబడుతుంది. ఈ నిష్పత్తి ఇలా సూచించబడుతుంది

సామర్థ్యం = (RL వద్ద ఉత్పత్తి చేయబడిన శక్తి) / (ఉష్ణ ప్రవాహం ‘Q’)

= (నేను^{రెండు}ఆర్_ఎల్) / ప్ర

సమర్థత = (αΔT / R + R._ఎల్)^{రెండు}(ఆర్_ఎల్) / ప్ర

థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్ యొక్క సామర్థ్యాన్ని ఈ విధంగా లెక్కించవచ్చు.

థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్ రకాలు

TEG పరికర పరిమాణం, హీట్ సింక్, శక్తి సామర్థ్యం మరియు అనువర్తన ప్రయోజనం కోసం వేడి మూలం మరియు మూలం ఆధారంగా, TEG లు ప్రధానంగా మూడు రకాలుగా వర్గీకరించబడ్డాయి మరియు అవి:

శిలాజ ఇంధన జనరేటర్లు
అణు ఇంధన జనరేటర్లు
సౌర మూలం జనరేటర్లు

శిలాజ ఇంధన జనరేటర్లు

ఈ రకమైన జెనరేటర్ కిరోసిన్, సహజ వాయువు, బ్యూటేన్, కలప, ప్రొపేన్ మరియు జెట్ ఇంధనాలను ఉష్ణ వనరులుగా ఉపయోగించుకునేలా రూపొందించబడింది. వాణిజ్య అనువర్తనాల కోసం, అవుట్పుట్ శక్తి 10-100 వాట్ల నుండి ఉంటుంది. ఈ రకమైన థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్లను నావిగేషనల్ అసిస్టెన్స్, ఇన్ఫర్మేషన్ సేకరణ, కమ్యూనికేషన్ నెట్‌వర్క్స్ మరియు కాథోడిక్ సేఫ్టీ వంటి రిమోట్ ప్రదేశాలలో ఉపయోగిస్తున్నారు, తద్వారా లోహ పైపులు మరియు సముద్ర వ్యవస్థలను నాశనం చేయకుండా విద్యుద్విశ్లేషణను నివారిస్తుంది.

అణు ఇంధన జనరేటర్లు

రేడియోధార్మిక ఐసోటోపుల యొక్క కుళ్ళిన భాగాలు TEG పరికరాల కోసం పెరిగిన ఉష్ణోగ్రత ఉష్ణ మూలాన్ని అందించడానికి ఉపయోగించబడతాయి. ఈ పరికరాలు అణు ఉద్గారానికి అనుగుణంగా ఉంటాయి మరియు ఉష్ణ వనరు మూలకాన్ని ఎక్కువ కాలం ఉపయోగించవచ్చు కాబట్టి, ఈ అణు ఇంధన థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్లు రిమోట్ అనువర్తనాలలో వర్తించబడతాయి.

సౌర మూల జనరేటర్లు

మారుమూల ప్రాంతాలు మరియు అభివృద్ధి చెందని ప్రాంతాలలో నీటిపారుదల పంపుల యొక్క తక్కువ పరిమాణంలో శక్తిని అందించడానికి సౌర థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్లను కొన్ని విజయాలతో నియమించారు. అంతరిక్ష నౌకను కక్ష్యలో ఉంచడానికి విద్యుత్ శక్తిని సరఫరా చేయడానికి సౌర థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్లు నిర్మించబడ్డాయి.

థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్ల ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు

ది థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్ యొక్క ప్రయోజనాలు అవి:

“డిజిటల్ సిగ్నల్స్ ఎలా పని చేస్తాయి ”

ఈ TEG పరికరంలో ఉపయోగించిన అన్ని భాగాలు ఘన-స్థితి కాబట్టి, అవి మెరుగైన విశ్వసనీయతను కలిగి ఉంటాయి
ఇంధన వనరుల తీవ్ర పరిధి
TEG పరికరాలు mW కి తక్కువ మరియు KW కన్నా ఎక్కువ శక్తిని అందించడానికి నిర్మించబడ్డాయి, అంటే అవి భారీ స్కేలబిలిటీని కలిగి ఉంటాయి
ఇవి ప్రత్యక్ష శక్తి పరివర్తన పరికరాలు
నిశ్శబ్దంగా పనిచేస్తుంది
కనిష్ట పరిమాణం
ఇవి గురుత్వాకర్షణ శక్తుల తీవ్ర మరియు సున్నా పరిధిలో కూడా పనిచేస్తాయి

ది థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్ యొక్క ప్రతికూలతలు అవి:

ఇతర రకాల జనరేటర్లతో పోల్చినప్పుడు ఇవి కొంచెం ఖరీదైనవి
వీటికి కనీస సామర్థ్యం ఉంటుంది
కనిష్ట ఉష్ణ లక్షణాలు
ఈ పరికరాలకు ఎక్కువ అవుట్పుట్ నిరోధకత అవసరం

థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్ అప్లికేషన్స్

కార్ల ఇంధన పనితీరును పెంచడానికి, TEG పరికరం ఎక్కువగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ జనరేటర్లు వాహన ఆపరేషన్ సమయంలో ఉత్పత్తి అయ్యే వేడిని ఉపయోగించుకుంటాయి
సీబెక్ పవర్ జనరేషన్ అంతరిక్ష నౌకకు శక్తిని అందించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.
అమలు చేయవలసిన థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్లు వాతావరణ వ్యవస్థలు, రిలే నెట్‌వర్క్‌లు మరియు ఇతర రిమోట్ స్టేషన్లకు శక్తిని అందిస్తాయి

కాబట్టి, ఇదంతా థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్ల వివరణాత్మక భావన గురించి. మొత్తం మీద, జనరేటర్లకు భారీ ప్రాముఖ్యత ఉన్నందున, అవి అనేక డొమైన్లలో అనేక అనువర్తనాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. ఈ సంబంధిత భావనలే కాకుండా, ఇక్కడ స్పష్టంగా తెలుసుకోవలసిన ఇతర భావన ఏమిటి