Fordel og ulemper med en termoelektrisk generator

Thomas Seebeck observert i 1821 at når varme overføres mellom to objekter, blir et elektromagnetisk felt skapes. Siden da har det elektromagnetiske feltet blitt utnyttet og omdannes til elektrisitet med bruk av termoelektriske generatorer. Termoelektriske generatorer har et bredt spekter av applikasjoner i felt som spenner fra husholdningsapparater til romfartøy teknologi. Selv thermoelectricity har potensial til å i stor grad påvirke energisløsing, begrensninger forbli i forhold til kostnader og effektivitet.

Miljøpåvirkning

Termoelektriske generatorer er spesielt nyttige fordi de slår et avfallsprodukt, i form av varme, til et brukbart ressurs i form av elektrisitet. Termoelektriske generatorer er SSD-enheter som gir en metode for å omdanne den nødvendige avfallsprodukt av varme til en gjenbrukbar energiressurs. Et enormt antall maskiner skape spillvarme fra din husstand kjøleskapet til industrielle kraftverk. Varmeenergi er ansvarlig for nesten 90 prosent av verdens elektrisitetsproduksjon, men begrensningene i eksisterende systemeffektivitet resulterer i mer enn halvparten av det varme energi sløses som "spillvarme". Termoelektriske generatorer må potensial til å redusere mengden av spillvarme og i sin tur gi en fornybar kilde for kraftproduksjon.

skalerbarhet

De fleste typer maskin motorer erfaring dråper i effektivitet når de er skalert ned i størrelse; termoelektriske generatorer ikke opplever de samme skalerbarhet utfordringer. Den skalerbarhet av termoelektriske generatorer betyr at de kan brukes på et bredere omfang av anvendelser enn andre typer motorer. Termoelektriske generatorer opprettholde sin effektivitet i anvendelser så liten som hjemmebruk, for eksempel en varmtvannsbereder, og i anvendelser så store som kraftverk og andre industrielle anvendelser.

Effektivitet og kostnads

I 2006, United States Department of Energy rapporterte at de fleste av de kommersielt tilgjengelige termoelektriske generatorer operere på bare tre prosent effektivitet, et nivå som oversettes til ca $ 30 per watt. For termoelektriske generatorer for å være konkurransedyktig i dagens marked, vil kostnaden per watt trenger å være nærmere $ 5, og effektiviteten måtte øke til minst 15 prosent til 20 prosent. Siden rapporten, har teknologien vært fremme mot dette målet. For eksempel, i 2012, ingeniører ved Michigan State og Northwestern University utgitt en rapport om et nytt materiale som vil øke termoelektriske generatorer effektiviteten til mellom 15 prosent og 20 prosent. I 2014, en artikkel publisert i "Advanced Energy Materials" beskrev en prosess der termo filmene ble manipulert til å doble sin energieffektivitet til nesten 30 prosent. Selv om disse økte effektivitets strategier er lovende for termo kraftproduksjon, forble de i utvikling, og var ikke i stor grad kommersielt tilgjengelig fra og med 2014.

potensielle Applications

Termoelektriske generatorer tjene en rekke applikasjoner. Curiosity, Mars roveren, bruker termoelektriske generatorer for strøm, og mange bilprodusenter bruker eller eksperimentere med teknologien for bruk i biler. Men den største energi virkningen at termoelektriske generatorer kan levere er i større skala implementeringer i kraftverk og fabrikker, hvor kontinuerlig drift av forbrenningsmotorer expend store mengder spillvarme. Generatorene har ennå til å bli mye brukt til disse bredere potensialer, men fremskritt i effektivitet incentivizing deres adopsjon i industrien.