Застосування термоелектрогенераторів на транспорті

Термоелектрика – це явище, яке описує перетворення теплової енергії в електричну, та навпаки, чим сприяє вирішенню однієї із найбільш актуальних проблем нашого часу – пошуку екологічно чистих джерел альтернативної енергії.

Основним принципом термоелектрики є виробництво " чистої" електроенергії, а також виконання функції охолодження. Серед інших переваг, термоелектричні пристрої відзначаються безшумною роботою (відсутність рухомих частин) та багаторічним стабільним функціонуванням – термоелектричні генератори. В даний час це один із найбільш актуальних наукових напрямів.

Термоелектричні генератори (ТЕГ) – здійснюють пряме перетворення тепла в електроенергію: [6]

https://tech.pu.if.ua/uk/project/3

Термоелектричні генератори працюють таким чином, що при різниці температур відбувається пряме перетворення теплової енергії на електричну. Кожен з нас, людей, також є структурою, яка виробляє енергію і виділяє тепло в довкілля, подивіться: навколишнє середовище насичене значною кількістю дармової теплової енергії - вона виділяється внаслідок роботи побутових пристроїв, автомобілів, різних промислових установок. Всі вони віддають енергію в довкілля, де вона просто розсіюється. Але ж її можна «вловити» і використати. Дослідження показують, що використовуючи теплову енергію автотранспорту - перетворюючи її на електричну, можна частково замінити пальне та зменшити його використання на 20-25%. Колосальна економія!»

Для такого перетворення - тепла на електричний струм - виготовляють спеціальні пристрої. Термоелектричні генератори на основі напівпровідникових матеріалів.[7]

https://gk-press.if.ua/node/11375

Такі пристрої мають ряд суттєвих переваг і виконують одночасно кілька корисних функцій:

Ø Їх застосовують для перетворення дармового тепла, яке викидається в довкілля, тобто зменшують «парниковий ефект».

Ø Є екологічними, не спричиняють викидів в атмосферу, як це відбувається при вивільненні енергії від згорання будь-якого виду палива.

Ø Довговічні в роботі

Ø Не мають рухомих частин.

Ø Прості в конструкції, що означає здешевлення технології.

Ø Мініатюрні, що дозволяє виготовляти невеликі пристрої без втрати потужності.

Ø Повністю автономні в роботі.

Враховуючи, кількість автомобілів що створюються кожен рік, якими ми користуємося, постає питання про їх раціональне використання та економію. У цей час світовий автомобільний парк перевищив ~ 1 млрд. одиниць, у результаті автомобілі стали основними забруднювачами атмосфери Землі вихлопними газами (ВГ) і непридатним теплом [1].

Сучасні двигуни внутрішнього згоряння (ДВЗ) автомобілів мають досить високий ККД η ДВЗ~ 0.4. Однак, значна частина потужності палива, що згоряє, Q і частина корисної потужності ДВЗ WДВЗ= η ДВЗQ безповоротно губиться в атмосферу через вихлопну трубу (ВТ) ((QВТ~ 0.3Q)), систему охолодження (СО) (QСО~ 0.3Q), трансмісію й допоміжні механізми автомобіля (L) (Q L ~ 0.2 Q).