36. Прямое преобразование тепловой энергии в электрическую.

На данный момент существует несколько технически реализованных прямых способов преобразования тепловой энергии (в том числе и электромагнитного излучения) в электрическую энергию:

1.Солнечные батареи – используют явление фотоэффекта и довольно успешно применяются с приборами, потребляющими очень мало электрической энергии, такими как электронный калькулятор, например, но существуют даже гелиомобили – автомобили на солнечной энергии, вернее использующие солнечную энергию для движения. Но для больших токов необходима большая площадь солнечных батарей и солнечная погода. Солнечные батареи прекрасно работают на Искусственных Спутниках Земли и Космических Станциях и питают как бортовую аппаратуру, так и прочие электрические системы, но в земных условиях среднее значение КПД солнечных батарей остаётся очень низким;

- Солнечный фотомодуль – для преобразование солнечной энергии в электрическую.- Аккумулятор – накопление энергии.- Контроллер – управление зарядкой аккумулятора.- Инвертор – преобразование постоянного тока в переменный 220В.

2.Термоэлементы – работают хорошо тогда когда есть возможность мгновенно нагревать и охлаждать один конец проводника относительно другого. Но вследствие теплоемкости материала проводника этот процесс занимает некоторое время и его практическая эффективность очень низкая. Либо же когда постоянно один конец проводника испытывает охлаждение, а другой – нагревание. Это в свою очередь вызывает нагрев полностью всего проводника вследствие теплопроводности вещества, что влечет за собой дополнительные затраты энергии на охлаждение одного из концов проводника. Вследствие чего опять-таки КПД термопары невелик;

3.МГД генератор – здесь КПД относительно большой, однако с данным типом генератора связано очень много проблем: Высокая температура рабочего вещества и её поддержание, высокая скорость рабочего вещества и материалы конструкции, испытывающие высокую температуру, вследствие чего, МГД генератор имеет очень сильно ограниченный срок эксплуатации.

МГД-генератор — энергетическая установка, в которой энергия рабочего тела (жидкой или газообразной электропроводящей среды), движущегося в магнитном поле, преобразуется непосредственно в электрическую энергию.

Принцип работы МГД-генератора основан на явлении электромагнитной индукции, то есть на возникновении тока в проводнике, пересекающем силовые линии магнитного поля. Но, в отличие от машинных генераторов, в МГД-генераторе проводником является само рабочее тело, в котором при движении поперёк магнитного поля возникают противоположно направленные потоки носителей зарядов противоположных знаков.

Рабочим телом МГД-генератора могут служить следующие среды:Электролиты,Жидкие металлы,Плазма (ионизированный газ)

МГД-генератор состоит из канала, по которому движется рабочее тело (обычно плазма), системы электромагнитов для создания магнитного поля и электродов, отводящих полученную энергию.

Для создания электропроводности газа, его необходимо нагреть до температуры термической ионизации (около 10000 К). Для работы при меньших температурах газ обогащают парами щелочных металлов, что позволяет снизить температуру смеси до 2200—2700 К.