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वर्ष 1821 में, जोहान सीबेक नामक एक प्रसिद्ध वैज्ञानिक ने अवधारणा थर्मल ग्रेडिएंट को पुनर्जीवित किया जो दो विभिन्न कंडक्टरों के बीच विकसित हुआ है और इससे बिजली उत्पन्न हो सकती है। थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव के संबंध में, एक अवधारणा है जिसे संचालन पदार्थ में तापमान ढाल कहा जाता है जो गर्मी पैदा करता है और इसके परिणामस्वरूप वाहक के प्रसार का परिणाम होता है। यह गर्मी विकसित गर्म और ठंडे पदार्थों के बीच प्रवाहित होती है वोल्टेज अंतर। तो, इस परिदृश्य ने डिवाइस थर्मोइलेक्ट्रिक की खोज की है जनक , और आज, हमारा लेख अपने काम, फायदे, सीमाओं और संबंधित अवधारणाओं पर है।

थर्मोइलेक्ट्रिक जेनरेटर क्या है?

थर्मोइलेक्ट्रिक वह नाम है जो विद्युत और थर्मो शब्दों का मेल है। इसलिए यह नाम दर्शाता है कि थर्मल ऊष्मा ऊर्जा से मेल खाती है और बिजली विद्युत ऊर्जा से मेल खाती है। और थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर वे उपकरण होते हैं जो तापमान के अंतर के रूपांतरण में लागू होते हैं जो दो वर्गों के बीच उत्पन्न होता है ऊर्जा का विद्युत रूप । यह मूल है थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर परिभाषा; ।

ये उपकरण थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभावों पर निर्भर होते हैं, जिसमें इंटरफ़ेस शामिल होता है जो गर्मी के प्रवाह और ठोस घटकों के माध्यम से बिजली के बीच होता है।

निर्माण

थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर वे उपकरण हैं जो दो आवश्यक जंक्शनों से निर्मित ठोस-राज्य ऊष्मा घटक होते हैं जो पी-टाइप और एन-टाइप होते हैं। पी-टाइप जंक्शन में + वी चार्ज की बढ़ी हुई एकाग्रता है और एन-टाइप जंक्शन में -ve चार्ज तत्वों की वृद्धि हुई एकाग्रता है।

पी-प्रकार के घटक अधिक सकारात्मक आवेशित वाहकों या छिद्रों की स्थिति में डोप किए जाते हैं और इस प्रकार एक सकारात्मक सीबेक गुणांक प्रदान करते हैं। इसी तरह से, एन-प्रकार के घटकों को अधिक नकारात्मक आवेशित वाहक के लिए डोप किया जाता है, इस प्रकार सेबैक के गुणांक को नकारात्मक प्रकार प्रदान किया जाता है।

थर्मोइलेक्ट्रिक जेनरेटर का काम करना

दो जंक्शनों के बीच विद्युत कनेक्शन के पारित होने के साथ, प्रत्येक सकारात्मक चार्ज वाहक एन-जंक्शन पर जाता है, और इसी तरह नकारात्मक चार्ज वाहक पी-जंक्शन पर ले जाता है। में थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर निर्माण सबसे कार्यान्वित तत्व सीसा टेलुराइड है।

यह ऐसा घटक है जो टेल्यूरियम और लेड से निर्मित होता है, जिसमें न्यूनतम मात्रा में सोडियम या बिस्मथ होता है। इसके अलावा, इस उपकरण के निर्माण में उपयोग किए जाने वाले अन्य तत्व बिस्मथ सल्फाइड, टिन टेलुराइड, बिस्मथ टेल्यूराइड, इंडियम आर्सेनाइड, जर्मेनियम टेलुराइड और कई अन्य हैं। इन सामग्रियों के साथ, थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर डिजाइन हो सकता है।

थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर कार्य सिद्धांत

थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर काम कर रहा है सीबैक प्रभाव पर निर्भर है। इस प्रभाव में, दो विभिन्न धातुओं के बीच एक लूप बनता है जो विभिन्न तापमान स्तरों पर धातु जंक्शनों को बनाए रखने पर एक ईएमएफ उत्पन्न करता है। इस परिदृश्य के कारण, इन्हें सीबेक पावर जनरेटर भी कहा जाता है। थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर ब्लॉक आरेख के रूप में दिखाया गया है:

ब्लॉक आरेख

एक थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर को आमतौर पर एक गर्मी स्रोत के साथ शामिल किया जाता है जिसे तापमान के उच्च मूल्यों पर बनाए रखा जाता है और एक हीट सिंक भी शामिल होता है। यहाँ, हीट सिंक तापमान को ऊष्मा स्रोत से कम होना चाहिए। ताप स्रोत और गर्मी सिंक के लिए तापमान मूल्यों में परिवर्तन लोड अनुभाग में बहने की अनुमति देता है।

इस प्रकार के ऊर्जा परिवर्तन में, अन्य प्रकार के ऊर्जा रूपांतरण के लिए कोई संक्रमणकालीन ऊर्जा रूपांतरण मौजूद नहीं है। इस वजह से, इसे प्रत्यक्ष ऊर्जा परिवर्तन कहा जाता है। इस सीबैक प्रभाव के कारण उत्पन्न शक्ति एकल-चरण डीसी प्रकार की है और इसे I के रूप में दर्शाया गया है^दोआर_एलजहां आरएल लोड पर प्रतिरोध मूल्य से मेल खाती है।

आउटपुट वोल्टेज और पावर वैल्यू को दो तरीकों से बढ़ाया जा सकता है। एक तापमान परिवर्तन को बढ़ाकर है जो गर्म और ठंडे किनारों के बीच उगता है और दूसरा थर्मोइलेक्ट्रिक पावर जनरेटर के साथ श्रृंखला कनेक्शन बनाने के लिए है।

इस TEG डिवाइस का वोल्टेज V = α, T द्वारा दिया गया है,

जहां co α 'सीबैक गुणांक से मेल खाता है और दो बिंदुओं के बीच ‘is' तापमान भिन्नता है। इसके साथ, वर्तमान प्रवाह द्वारा दिया जाता है

मैं = (वी / आर + आर_एल)

इससे, वोल्टेज समीकरण है

वी = αΔT / R + R_एल

इससे, लोड सेक्शन में पावर फ्लो होता है

पी एट लोड = (αΔT / R + R_एल)^दो(आर_एल)

R के R तक पहुंचने पर बिजली की रेटिंग अधिक होती है_एल, तब फिर

Pmax = (αΔT)^दो/ (4 आर)

उस समय तक वर्तमान प्रवाह होगा जब गर्म किनारे पर गर्मी की आपूर्ति होती है और ठंड के किनारे से गर्मी को हटा दिया जाता है। और विकसित धारा डीसी रूप में है और इसे एसी प्रकार में बदल दिया जा सकता है इन्वर्टर । ट्रांसफार्मर के कार्यान्वयन के माध्यम से वोल्टेज मूल्यों को अधिक बढ़ाया जा सकता है।

इस तरह का ऊर्जा रूपांतरण भी प्रतिवर्ती हो सकता है जहां ऊर्जा प्रवाह पथ को वापस बदला जा सकता है। जब डीसी पावर और लोड दोनों किनारों से हटा दिए जाते हैं, तो ताप को केवल थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर से निकाला जा सकता है। तो, यह है थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर सिद्धांत काम करने के पीछे।

थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर दक्षता समीकरण

इस डिवाइस की दक्षता को लोड रेज़र पर हीट फ्लो के लिए लोड सेक्शन में रेसिस्टर पर जनरेट पावर के अनुपात के रूप में दर्शाया गया है। इस अनुपात को इस रूप में दर्शाया गया है

दक्षता = (आरएल में उत्पन्न बिजली) / (हीट फ्लो) क्यू ’)

= (मैं^दोआर_एल) / प्र

दक्षता = (αΔT / R + R_एल)^दो(आर_एल) / प्र

यह है कि थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर की दक्षता की गणना कैसे की जा सकती है।

थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर प्रकार

TEG डिवाइस के आकार के आधार पर, हीट सिंक के लिए ताप स्रोत और स्रोत का प्रकार, शक्ति क्षमता और अनुप्रयोग उद्देश्य, TEG को मुख्य रूप से तीन प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है और वे हैं:

जीवाश्म ईंधन जनरेटर
परमाणु ईंधन उत्पन्न करने वाले
सौर स्रोत जनरेटर

जीवाश्म ईंधन जनरेटर

इस प्रकार के जनरेटर को गर्मी के स्रोतों के लिए मिट्टी के तेल, प्राकृतिक गैस, ब्यूटेन, लकड़ी, प्रोपेन और जेट ईंधन का उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। व्यावसायिक अनुप्रयोगों के लिए, उत्पादन शक्ति 10-100 वाट से होती है। इस प्रकार के थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर नौवहन सहायता, सूचना संग्रह, संचार नेटवर्क और दूरस्थ सुरक्षा जैसे दूरस्थ स्थानों में नियोजित होते हैं और इस प्रकार इलेक्ट्रोलिसिस को धातु के पाइप और समुद्री प्रणालियों को नष्ट करने से बचाते हैं।

परमाणु ईंधन उत्पन्न करने वाले

रेडियोधर्मी समस्थानिक के विघटित घटकों का उपयोग TEG उपकरणों के लिए बढ़े हुए ताप ताप स्रोत की पेशकश के लिए किया जा सकता है। चूंकि ये उपकरण परमाणु उत्सर्जन के लिए संगत समझदार हैं और गर्मी स्रोत तत्व का उपयोग लंबी अवधि के लिए किया जा सकता है, इसलिए इन परमाणु ईंधन वाले थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर को दूरस्थ अनुप्रयोगों में लागू किया जाता है।

सौर स्रोत जेनरेटर

सुदूर स्थानों और अविकसित क्षेत्रों में सिंचाई पंपों की न्यूनतम आकार की शक्ति प्रदान करने के लिए कुछ उपलब्धियों के साथ सौर थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर लगाए गए हैं। अंतरिक्ष यान की परिक्रमा के लिए बिजली की आपूर्ति करने के लिए सौर थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर का निर्माण किया जाता है।

थर्मोइलेक्ट्रिक जेनरेटर के फायदे और नुकसान

थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर के फायदे हैं:

“क्या टेस्ला कॉइल बिजली पैदा करते हैं ”

चूंकि इस TEG डिवाइस में उपयोग किए जाने वाले सभी घटक ठोस-अवस्था वाले हैं, इसलिए उन्होंने विश्वसनीयता बढ़ाई है
ईंधन स्रोतों की चरम सीमा
TEG उपकरणों का निर्माण कम से कम mW की शक्ति और KW से अधिक होने के लिए किया जाता है, जिसका अर्थ है कि उनके पास भारी मापनीयता है
ये प्रत्यक्ष ऊर्जा परिवर्तन उपकरण हैं
चुपचाप संचालित
न्यूनतम आकार
ये गुरुत्वाकर्षण बल के चरम और शून्य रेंज पर भी कार्य कर सकते हैं

थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर के नुकसान हैं:

अन्य प्रकार के जनरेटर की तुलना में ये थोड़े महंगे होते हैं
इनमें न्यूनतम दक्षता होती है
न्यूनतम तापीय गुण
इन उपकरणों को अधिक आउटपुट प्रतिरोध की आवश्यकता होती है

थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर अनुप्रयोग

कारों के ईंधन के प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए, TEG डिवाइस को अधिकतर नियोजित किया जाता है। ये जनरेटर गर्मी का उपयोग करते हैं जो वाहन संचालन के समय उत्पन्न होता है
अंतरिक्ष यान के लिए शक्ति प्रदान करने के लिए Seebeck Power Generation का उपयोग किया जाता है।
कार्यान्वित होने वाले थर्मोइलेक्ट्रिक जेनरेटर सुदूर स्टेशनों जैसे मौसम प्रणाली, रिले नेटवर्क और अन्य के लिए शक्ति प्रदान करते हैं

तो, यह सब थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर की विस्तृत अवधारणा के बारे में है। कुल मिलाकर, जैसा कि जनरेटर में बहुत प्रमुखता है, वे व्यापक रूप से कई डोमेन में कई अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं। इन संबंधित अवधारणाओं के अलावा, यहां स्पष्ट रूप से ज्ञात होने वाली दूसरी अवधारणा क्या है