Генераторы термофотоэлектрических (ТФЭ) ячеек используют фотоэлектрический эффект для преобразовывать тепло в электричество, бесшовное подключение к различным источникам тепла, таким как высокотемпературные потоки отработанного тепла, переменное возобновляемое электричество, топливо и концентрированные солнечные тепловые системы. В TPV лучистое излучение направлено на холодную сторону фотоэлектрического элемента, облегчая передачу тепла тепловому излучателю. Такие стратегии, как отражение или подавление низкоэнергетического (внеполосного) теплового излучения, уменьшают поступление тепла, в то время как поглощение высокоэнергетических (внутриполосных) фотонов в элементе генерирует пары электрон-дырка.
Этот процесс преобразования предлагает возможность тихой генерации электроэнергии вблизи точки использования, что дает преимущества по сравнению с обычными генераторами и традиционными энергетическими циклами. Инновационная технология не только позволяет использовать низкопотенциальное тепло, ранее считавшийся отходом, для отопления помещений, но также облегчающий производство санитарной горячей воды. Инновационный термофотоэлектрический элемент, представляющий собой новый тип солнечного элемента, преобразующего тепловую энергию в электрическую, имеет потенциал для революции в производстве электроэнергии за счет повышения эффективности и экологичности.
Какие материалы используются в элементах TPV?
Ячейки TPV с узкой запрещенной зоной включают Антимонид галлия (GaSb), арсенид индия-галлия (InGaAs), и несколько других материалов, таких как германий (Ge) и арсенид индия (InAs). Они также включают антимонид арсенида индия-галлия (InGaAsSb), фосфид арсенида индия-антимонида (InAsSbP) и фосфид арсенида индия-галлия-антимонида (InGaAsSbP).
Также см: Что такое пластина в фотоэлектрических системах?
Как работают ячейки TPV?
В отличие от солнечных фотоэлектрических систем, термофотоэлектрические (ТФЭ) системы могут работать в течение длительного времени при более низкой температуре нагрева радиатора. Состоящая из четырех важнейших компонентов, эта система включает в себя
- генератор, вырабатывающий тепловую энергию за счет сжигания топлива,
- радиатор, преобразующий тепловую энергию в спектр излучения,
- фильтр, выравнивающий спектр излучения с ячейкой TPV, и
- элемент TPV, преобразующий фотонное излучение в электрическую энергию.
Характеристики каждого компонента были тщательно проанализированы, особое внимание уделено ячейке TPV — критическому элементу, напрямую преобразующему фотонное излучение в электричество. Ячейка TPV функционирует, поглощая тепло и преобразуя его в свет., которая затем преобразуется в электрическую энергию. Этот процесс напоминает процесс обычной солнечной батареи, но оказывается более эффективным, чем традиционные солнечные батареи, напрямую преобразующие солнечный свет в электричество. Примечательно, что эффективность термофотоэлектрической ячейки зависит от температуры источника тепла, причем более высокие температуры приводят к повышению эффективности.
Также см: Что такое концентрирующая солнечная тепловая система?
Каковы области применения ячеек TPV?
Термофотоэлектрические элементы имеют множество применений:
1. Электростанции
Эти элементы являются привлекательным вариантом для выработки электроэнергии на электростанциях, поскольку способны преобразовывать электроэнергию из любого источника тепла.
2. Автомобили
Термофотоэлектрические элементы, являясь источником энергии, имеют потенциал повысить эффективность и экологичность электромобилей.
3. Космический корабль
В сферу применения входят космические аппараты, в которых термофотоэлектрические элементы могут вырабатывать электроэнергию, снижая зависимость от ресурсов Земли.
4. Портативная электроника
Термофотоэлектрические элементы потенциально могут использоваться для питания портативных электронных устройств, таких как ноутбуки и мобильные телефоны.
5. Автомобильные и промышленные уплотнения
Автомобильные уплотнения и уплотнения труб, особенно в средах, требующих термостойкости до 120 градусов по Цельсию, являются примерами применения. TPV со значениями твердости по Шору от 45A до 45D являются хорошо подходит для применения в подкапотном пространстве автомобилей, где требуется повышенная устойчивость к температурам и маслу.
Рекомендуется: Что такое фотоэлемент?
