ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯ ಥರ್ಮೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಜನರೇಟರ್ಗಳು TEG

ವಸ್ತುವು ಥರ್ಮೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಜನರೇಟರ್ಗಳ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ತತ್ವಗಳು ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಅನ್ವಯದ ಪ್ರದೇಶಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಹೇಳುತ್ತದೆ.

ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ಸಿಂಹಪಾಲು ಈಗ ಉಷ್ಣ ವಿದ್ಯುತ್ ಸ್ಥಾವರಗಳಿಂದ ಉತ್ಪಾದನೆಯಾಗುತ್ತಿದೆ. ಪಳೆಯುಳಿಕೆ ಇಂಧನವನ್ನು ಸುಡುವ ಮೂಲಕ, ವಿದ್ಯುತ್ ಜನರೇಟರ್‌ಗಳ ಟರ್ಬೈನ್‌ಗಳನ್ನು ಮಧ್ಯಂತರ ಶಾಖ ವಾಹಕ (ಸೂಪರ್‌ಹೀಟೆಡ್ ಸ್ಟೀಮ್) ಮೂಲಕ ನಿಲ್ದಾಣಗಳಲ್ಲಿ ಚಲನೆಯಲ್ಲಿ ಹೊಂದಿಸಲಾಗಿದೆ. ಶಕ್ತಿ ಉತ್ಪಾದನಾ ಸರಪಳಿಯು ಸಂಕೀರ್ಣ, ಅಪಾಯಕಾರಿ ಮತ್ತು ದುಬಾರಿಯಾಗಿದೆ. ಆದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ದಕ್ಷತೆ (ದಕ್ಷತೆ) ಯೊಂದಿಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಶಕ್ತಿಯುತ ಘಟಕಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ಇದು ನಿಮ್ಮನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ.

ಶಾಖವನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಆಗಿ ಸುಲಭವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಪರ್ಯಾಯವಿದೆಯೇ? ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರವು ಹೌದು ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ. ಟೆಕ್ ಹೇಳುತ್ತದೆ, "ಇನ್ನೂ ಇಲ್ಲ." ಯಾರು ಸರಿ ಮತ್ತು ಶಾಖವನ್ನು ಶಕ್ತಿಯನ್ನಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಹಾದಿಯಲ್ಲಿನ ತೊಂದರೆಗಳು ಯಾವುವು ಎಂಬುದರ ಕುರಿತು, ಈ ಲೇಖನದ ವಸ್ತು. ಶಾಖವನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹಕ್ಕೆ ನೇರವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ವಿಧಾನವನ್ನು 1821 ರಿಂದ ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇಂದು ಸೀಬೆಕೋವ್ ಪರಿಣಾಮ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಥರ್ಮೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಸಿಟಿಯ ವಿದ್ಯಮಾನವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಯಿತು.

ಎರಡು ಭಿನ್ನವಾದ ಲೋಹಗಳ ಸಂಪರ್ಕವನ್ನು ಬಿಸಿಮಾಡಿದಾಗ, ತಂತಿಗಳ ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಭಾವ್ಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಅವುಗಳು ಮುಚ್ಚಿದಾಗ, ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಮೂಲಕ ಪ್ರವಾಹವು ಹರಿಯಲು ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತದ ಪ್ರಮಾಣವು ನೇರವಾಗಿ ವಸ್ತುಗಳ ಪ್ರಕಾರ, ಲೋಹದ ಶೀತ ಮತ್ತು ಬಿಸಿ ಜಂಕ್ಷನ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ತಾಪಮಾನ ವ್ಯತ್ಯಾಸ, ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ ಮತ್ತು ಲೋಹಗಳ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರು ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಅರಿತುಕೊಂಡರು. ದೊಡ್ಡ ತಾಪಮಾನ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ವಾಹಕತೆ ಪ್ರಸ್ತುತವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯು ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ದುರ್ಬಲಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.

ಉದಾತ್ತವಾದವುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ ಲೋಹಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಥರ್ಮೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಜನರೇಟರ್ (TEG) ಅನ್ನು ರಚಿಸಲು ದೀರ್ಘ ಪ್ರಯತ್ನಗಳ ನಂತರ, ಈ ಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಕೈಬಿಡಲಾಯಿತು. ಲೋಹಗಳು ಕಡಿಮೆ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಇದು ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಶೀತ ಮತ್ತು ಬಿಸಿ ಜಂಕ್ಷನ್ ಅನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಪ್ರಕಾರ, ಹೊರಗಿನ ಶಾಖದ ಹರಿವು ಅಂಶಗಳ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಲೋಹಗಳಿಂದ ಮಾಡಿದ TEG ಅಂಶಗಳ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ದಕ್ಷತೆಯು 1-2% ಮೀರುವುದಿಲ್ಲ. ಪರಿಣಾಮವು ದೀರ್ಘಕಾಲದವರೆಗೆ ಮರೆತುಹೋಗಿದೆ ಮತ್ತು ವಿಭಿನ್ನ ಲೋಹಗಳ ಜಂಕ್ಷನ್ಗಳನ್ನು ಅಳತೆ ತಂತ್ರದಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತಿತ್ತು. ಇವು ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಪರಿಚಿತ ಥರ್ಮೋಕಪಲ್‌ಗಳಾಗಿವೆ.

TEG ಯ ಮೊದಲ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಯೋಜನೆಗಳು ಎರಡನೆಯ ಮಹಾಯುದ್ಧದ ಮೊದಲು ಮಾತ್ರ ಕಾಣಿಸಿಕೊಂಡವು. ರಷ್ಯಾದ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಯೋಫ್ ಒಂದು ಜೋಡಿ ಭಿನ್ನವಾದ ಲೋಹಗಳ ಬದಲಿಗೆ ವಿವಿಧ ರೀತಿಯ ವಾಹಕತೆಯೊಂದಿಗೆ ಅರೆವಾಹಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಲು ಸಲಹೆ ನೀಡಿದರು. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಸಂಭಾವ್ಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸ ಮತ್ತು TEG ಅಂಶಗಳ ಶಕ್ತಿ ನೂರಾರು ಬಾರಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಮೊದಲ TEG-1 ಜನರೇಟರ್ 1942 ರಲ್ಲಿ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿತು ಮತ್ತು ಇದನ್ನು "ಗೆರಿಲ್ಲಾ ಬೌಲರ್" ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಯಿತು. ಬೆಂಕಿಯ ಮೇಲೆ ಸ್ಥಾಪಿಸಲಾದ, ಜನರೇಟರ್ 2 ರಿಂದ 4 ವ್ಯಾಟ್ಗಳ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯ ರೇಡಿಯೊಗೆ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.

ಇಂದು, ಮೊದಲ ಜನರೇಟರ್ನ ವಂಶಸ್ಥರು ಭೂವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು, ಪ್ರವಾಸಿಗರು ಮತ್ತು ದೂರದ ಪ್ರದೇಶಗಳ ನಿವಾಸಿಗಳಿಗೆ ಸೇವೆ ಸಲ್ಲಿಸುತ್ತಾರೆ.ಅಂತಹ ಜನರೇಟರ್ಗಳ ಶಕ್ತಿಯು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ - 2 ರಿಂದ 20 ವ್ಯಾಟ್ಗಳವರೆಗೆ. ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿಯುತವಾದ (25 ರಿಂದ 500 W ವರೆಗೆ) ಜನರೇಟರ್ಗಳನ್ನು ಮುಖ್ಯ ಅನಿಲ ಪೈಪ್ಲೈನ್ಗಳಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಉಪಕರಣಗಳಿಗೆ ಅಥವಾ ಪೈಪ್ಗಳ ಕ್ಯಾಥೋಡಿಕ್ ರಕ್ಷಣೆಗೆ ಸ್ಥಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ. 1 kW ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಹವಾಮಾನ ಕೇಂದ್ರದ ಉಪಕರಣಗಳ ಜನರೇಟರ್ಗಳು, ಆದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಶಾಖದ ಮೂಲಗಳ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ: ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಅನಿಲ.

ವಿಕಿರಣಶೀಲ ಕೊಳೆಯುವಿಕೆಯ ಶಾಖವನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ವಿದ್ಯುಚ್ಛಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ವಿಲಕ್ಷಣ ಜನರೇಟರ್‌ಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಹೇಳಬೇಕಾಗಿಲ್ಲ-ತುಂಬಾ ಕಿರಿದಾದ ವ್ಯಾಪ್ತಿ ಮತ್ತು ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಮಾಹಿತಿ. ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶದಲ್ಲಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಉಪಗ್ರಹಗಳು ಉಪಕರಣಗಳಿಗೆ ನಿರಂತರ ವಿದ್ಯುತ್ ಸರಬರಾಜಿಗೆ ಅಂತಹ ಅನುಸ್ಥಾಪನೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಅಳವಡಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ ಎಂದು ಮಾತ್ರ ತಿಳಿದಿದೆ.

ಆಧುನಿಕ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿ, ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಥರ್ಮೋಜೆನರೇಟರ್ ಪ್ರಕಾರ B25-12 ಅನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ ... ಅದರ ಔಟ್ಪುಟ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿ 12V ವೋಲ್ಟೇಜ್ನಲ್ಲಿ 25W ಆಗಿದೆ. ಬಿಸಿ ವಲಯದ ಕೆಲಸದ ಉಷ್ಣತೆಯು 400 ಡಿಗ್ರಿಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿಲ್ಲ, ತೂಕವು 8.5 ಕೆಜಿ ವರೆಗೆ ಇರುತ್ತದೆ, ಬೆಲೆ ಸುಮಾರು 15,000 ರೂಬಲ್ಸ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಅಂತಹ ಜನರೇಟರ್ಗಳನ್ನು (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕನಿಷ್ಠ 2) ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ತಾಪನಕ್ಕಾಗಿ ಅನಿಲ ಬಾಯ್ಲರ್ನೊಂದಿಗೆ ಒಟ್ಟಿಗೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಅದೇ ತತ್ತ್ವದ ಪ್ರಕಾರ, 200 ವ್ಯಾಟ್ಗಳ ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ TEG ಮಾದರಿಗಳು. ಕುಟೀರಗಳನ್ನು ಬಿಸಿಮಾಡಲು ಗ್ಯಾಸ್ ಬಾಯ್ಲರ್ನೊಂದಿಗೆ ಒಟ್ಟಾಗಿ, ಅವರು ಬಾಯ್ಲರ್ ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಪರಿಚಲನೆ ಪಂಪ್ನ ಯಾಂತ್ರೀಕರಣಕ್ಕೆ ಮಾತ್ರವಲ್ಲದೆ ಗೃಹೋಪಯೋಗಿ ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ದೀಪಗಳಿಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಅನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತಾರೆ.

ಅದರ ಸರಳತೆ ಮತ್ತು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆಯ ಹೊರತಾಗಿಯೂ (ಚಲಿಸುವ ಭಾಗಗಳಿಲ್ಲ), TEG ಅನ್ನು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಅಳವಡಿಸಲಾಗಿಲ್ಲ. ಇದಕ್ಕೆ ಕಾರಣವೆಂದರೆ ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ದಕ್ಷತೆ, ಇದು ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಹ 5-7% ಮೀರುವುದಿಲ್ಲ. ಅಂತಹ ಜನರೇಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವ ಕಂಪನಿಗಳು ಅವುಗಳನ್ನು ಸಣ್ಣ ಬ್ಯಾಚ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಆದೇಶಿಸಲು ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಸಾಮೂಹಿಕ ಬೇಡಿಕೆಯ ಕೊರತೆಯು ಹೆಚ್ಚಿನ ಉತ್ಪನ್ನ ಬೆಲೆಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.

ಥರ್ಮಲ್ ಪರಿವರ್ತಕಗಳಿಗೆ ಹೊಸ ವಸ್ತುಗಳ ಗೋಚರಿಸುವಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಪರಿಸ್ಥಿತಿ ಬದಲಾಗಬಹುದು ... ಆದರೆ ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ, ವಿಜ್ಞಾನವು ಬಡಿವಾರ ಹೇಳಲು ಏನೂ ಇಲ್ಲ: ಅತ್ಯುತ್ತಮ TEG ಮಾದರಿಗಳು 20% ದಕ್ಷತೆಯ ಅಂಶವನ್ನು ರವಾನಿಸಲು ನಿರ್ವಹಿಸಲಿಲ್ಲ. ಈ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, TEG ನ ಜಾಹೀರಾತು ಕರಪತ್ರಗಳು, ದಕ್ಷತೆಯು 90% ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಎಂದು ಘೋಷಿಸಲಾಗಿದೆ, ಸ್ವಲ್ಪ ತಮಾಷೆಯಾಗಿ ಕಾಣುತ್ತದೆ. ಬಹುಶಃ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಉತ್ಸಾಹಭರಿತ ಮಾರಾಟಗಾರರಿಂದ ಕಲಿಯುವ ಸಮಯವಿದೆಯೇ?