Термофотоэлектрические (ТФЭ) генераторы используют фотоэлектрический эффект для преобразования тепла в электричество, бесперебойно подключаясь к различным источникам тепла, таким как высокотемпературные потоки отработанного тепла, возобновляемая электроэнергия с переменной выработкой, топливо и концентрированные солнечные тепловые системы. В ТФЭ излучение направляется к фотоэлектрическому элементу на холодной стороне, облегчая передачу тепла к тепловому излучателю. Такие стратегии, как отражение или подавление низкоэнергетического (внеполосного) теплового излучения, уменьшают подвод тепла, в то время как поглощение высокоэнергетических (внутриполосных) фотонов в элементе генерирует электронно-дырочные пары.

Этот процесс преобразования предлагает бесшумный вариант выработки электроэнергии вблизи места потребления, обладая преимуществами перед обычными генераторами и традиционными энергетическими циклами. Инновационная технология не только позволяет использовать низкотемпературное тепло, ранее считавшееся отходами, для отопления помещений, но и облегчает производство горячей воды для бытовых нужд. Инновационная термофотоэлектрическая ячейка, представляющая собой новый тип солнечных элементов, преобразующих тепловую энергию в электрическую, имеет потенциал произвести революцию в производстве электроэнергии за счет повышения эффективности и экологичности.

Какие материалы используются в элементах TPV?

К фотоэлектрическим элементам с узкой запрещенной зоной относятся антимонид галлия (GaSb), арсенид индия-галлия (InGaAs) и ряд других материалов, таких как германий (Ge) и арсенид индия (InAs). К ним также относятся арсенид индия-галлия-антимонид (InGaAsSb), арсенид индия-антимонида-фосфид (InAsSbP) и арсенид индия-галлия-антимонида-фосфид (InGaAsSbP).

См. также: Что такое вафля в фотоэлектрических элементах?

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.

Рабочие характеристики каждого компонента были тщательно проанализированы, особое внимание уделено термофотоэлектрическому элементу — важнейшему элементу, непосредственно преобразующему фотонное излучение в электричество. Термофотоэлектрический элемент работает, поглощая тепло и преобразуя его в свет , который затем преобразуется в электрическую энергию. Этот процесс аналогичен работе обычной солнечной батареи, но оказывается более эффективным, чем традиционные солнечные батареи, напрямую преобразующие солнечный свет в электричество. Следует отметить, что эффективность термофотоэлектрического элемента зависит от температуры источника тепла: чем выше температура, тем выше эффективность.

См. также: 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, обеспечивая источник энергии, потенциально могут 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

Примерами применения являются автомобильные и трубные уплотнения, особенно в средах, требующих термостойкости до 120 градусов Цельсия. Термопластичные вулканизаты с твердостью по Шору от 45A до 45D хорошо подходят для применения под капотом автомобилей, где требуется повышенная термостойкость и маслостойкость.

Рекомендуется: Что такое фотоэлемент?

Share.
mm

Эллиот — страстный эколог и блогер, посвятивший свою жизнь распространению знаний об охране окружающей среды, зеленой энергии и возобновляемых источниках энергии. Имея опыт работы в области экологии, он глубоко понимает проблемы, с которыми сталкивается наша планета, и стремится обучать других тому, как они могут изменить ситуацию.

Оставить комментарий