የሙቀት ኃይልን ወደ ኤሌክትሪክ ኃይል በከፍተኛ ብቃት፡ ዘዴዎች እና መሳሪያዎች መለወጥ

2024 ደራሲ ደራሲ: Howard Calhoun | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-17 18:38

የሙቀት ሃይል በሰዎች እንቅስቃሴ ውስጥ ልዩ ቦታን ይይዛል ፣ ምክንያቱም በሁሉም የኢኮኖሚ ዘርፎች ጥቅም ላይ የሚውል ፣አብዛኞቹ የኢንዱስትሪ ሂደቶችን እና የሰዎችን ኑሮን ያጠቃልላል። በአብዛኛዎቹ ሁኔታዎች, የቆሻሻ ማጠራቀሚያዎች ያለ ምንም ኢኮኖሚያዊ ጥቅም በማይሻር ሁኔታ ይጠፋል. ይህ የጠፋ ሃብት ምንም ዋጋ የለውም፣ስለዚህ እሱን እንደገና መጠቀም የኃይል ቀውሱን ለመቀነስ እና አካባቢን ለመጠበቅ ይረዳል። ስለዚህ ሙቀትን ወደ ኤሌክትሪክ ኃይል የመቀየር እና የቆሻሻ ሙቀትን ወደ ኤሌክትሪክ የሚቀይሩበት አዳዲስ መንገዶች ዛሬ ከምንጊዜውም በላይ ጠቃሚ ናቸው።

የኤሌክትሪክ ማመንጨት ዓይነቶች

የተፈጥሮ የሃይል ምንጮችን ወደ ኤሌክትሪክ፣ሙቀት ወይም የኪነቲክ ሃይል መቀየር ከፍተኛውን ቅልጥፍና ይጠይቃል፣በተለይ በጋዝ እና በከሰል-አመንጪ ሃይል ማመንጫዎች የካርቦን ልቀትን ለመቀነስ_{2። ለመለወጥ የተለያዩ መንገዶች አሉ።የሙቀት ኃይል ወደ ኤሌክትሪክ ኃይል፣ እንደ ዋናው የኃይል ዓይነት ዓይነት።}

ከኢነርጂ ሀብቱ መካከል የድንጋይ ከሰል እና የተፈጥሮ ጋዝ ኤሌክትሪክን በማቃጠል(thermal energy) እና ዩራኒየም በኒውክሌር ፊስሽን (ኑክሌር ኢነርጂ) የእንፋሎት ሃይልን በመጠቀም የእንፋሎት ተርባይንን ለመገልበጥ ይጠቅማሉ። የ2017 ምርጥ አስር የኤሌትሪክ ሀይል ማመንጫ ሀገራት በፎቶው ላይ ይታያሉ።

የሙቀት ኃይልን ወደ ኤሌክትሪክ ኃይል ለመቀየር የነባር ስርዓቶች ውጤታማነት ሠንጠረዥ።

	የኤሌክትሪክ ኃይል ከሙቀት ኃይል ማመንጨት	ቅልጥፍና፣ %
1	የሙቀት ኃይል ማመንጫዎች፣ CHP ተክሎች	32
2	የኑክሌር ተክሎች፣ የኒውክሌር ኃይል ማመንጫዎች	80
3	የኮንደንሲንግ ሃይል ማመንጫ፣ IES	40
4	የጋዝ ተርባይን ሃይል ማመንጫ፣ጂቲፒፒ	60
5	Thermionic transducers፣ TECs	40
6	የቴርሞኤሌክትሪክ ማመንጫዎች	7
7	MHD የኃይል ማመንጫዎች ከCHP ጋር አብረው	60

የሙቀት ኃይልን ወደ ሚቀይርበት ዘዴ መምረጥየኤሌትሪክ እና ኢኮኖሚያዊ ጠቀሜታው በሃይል ፍላጎት, በተፈጥሮ ነዳጅ አቅርቦት እና በግንባታው ቦታ ላይ በቂነት ላይ የተመሰረተ ነው. የትውልዱ አይነት በአለም ላይ ስለሚለያይ ሰፋ ያለ የኤሌክትሪክ ዋጋ ያስገኛል።

የባህላዊ የኤሌክትሪክ ኃይል ኢንዱስትሪ ችግሮች

የሙቀት ኃይልን ወደ ኤሌክትሪክ ኃይል የሚቀይሩ ቴክኖሎጂዎች እንደ የሙቀት ኃይል ማመንጫዎች፣ ኒውክሌር ኃይል ማመንጫዎች፣ አይኢኤስ፣ የጋዝ ተርባይን ኃይል ማመንጫዎች፣ የሙቀት ኃይል ማመንጫዎች፣ የቴርሞኤሌክትሪክ ማመንጫዎች፣ ኤምኤችዲ ጀነሬተሮች የተለያዩ ጥቅሞች እና ጉዳቶች አሏቸው። የኤሌክትሪክ ሃይል ጥናትና ምርምር ኢንስቲትዩት (EPRI) እንደ የኤሌክትሪክ ግንባታ እና ወጪ፣ መሬት፣ የውሃ ፍላጎት፣ የ CO ልቀቶች_{2 የመሳሰሉ ወሳኝ ሁኔታዎችን በመመልከት የተፈጥሮ ሃይል ማመንጨት ቴክኖሎጂዎችን ጥቅምና ጉዳት ያሳያል። ብክነት፣ ተመጣጣኝነት እና ተለዋዋጭነት።}

የኢ.ፒ.አይ.ኤ ውጤት እንደሚያሳየው የሃይል ማመንጫ ቴክኖሎጂዎችን ከግምት ውስጥ በማስገባት ለሁሉም የሚስማማ አካሄድ አለመኖሩን ያሳያል ነገርግን የተፈጥሮ ጋዝ ለግንባታ አቅምን ያገናዘበ በመሆኑ አነስተኛ የኤሌክትሪክ ዋጋ ያለው እና አነስተኛ ልቀትን ስለሚያመነጭ አሁንም የበለጠ ጥቅም አለው የድንጋይ ከሰል. ይሁን እንጂ ሁሉም አገሮች የተትረፈረፈ እና ርካሽ የተፈጥሮ ጋዝ ማግኘት አይችሉም. በምስራቅ አውሮፓ እና በአንዳንድ የምዕራብ አውሮፓ ሀገራት እንደታየው በአንዳንድ ሁኔታዎች በጂኦፖለቲካል ውጥረቶች ምክንያት የተፈጥሮ ጋዝ የማግኘት አደጋ ተጋርጦበታል።

እንደ ንፋስ ያሉ ታዳሽ የኃይል ቴክኖሎጂዎችተርባይኖች፣ የፀሐይ የፎቶቮልቲክ ሞጁሎች የኤሌትሪክ ልቀትን ያመነጫሉ። ይሁን እንጂ ብዙ መሬት ይፈልጋሉ, እና የውጤታማነታቸው ውጤት ያልተረጋጋ እና በአየር ሁኔታ ላይ የተመሰረተ ነው. ዋናው የሙቀት ምንጭ የሆነው የድንጋይ ከሰል በጣም ችግር ያለበት ነው. ወደ CO ልቀቶች ይመራል_{2፣ ማቀዝቀዣውን ለማቀዝቀዝ ብዙ ንጹህ ውሃ ይፈልጋል እና ለጣቢያው ግንባታ ሰፊ ቦታን ይይዛል።}

አዳዲስ ቴክኖሎጂዎች ከኃይል ማመንጫ ቴክኖሎጂዎች ጋር የተያያዙ በርካታ ችግሮችን ለመቀነስ ያለመ ነው። ለምሳሌ የጋዝ ተርባይኖች ከመጠባበቂያ ባትሪ ጋር ተዳምረው ነዳጅ ሳይቃጠሉ የድንገተኛ ጊዜ ምትኬን ይሰጣሉ እና ጊዜያዊ ታዳሽ የሃብት ችግሮችን በተመጣጣኝ ዋጋ ሰፊ የሃይል ማከማቻ በመፍጠር ማስቀረት ይቻላል። ስለዚህም ዛሬ የሙቀት ኃይልን ወደ ኤሌክትሪክ የሚቀይርበት ምንም አይነት ፍፁም መንገድ የለም ይህም አስተማማኝ እና ወጪ ቆጣቢ ኤሌክትሪክን በትንሹ የአካባቢ ተፅዕኖ ሊያቀርብ ይችላል።

የሙቀት ኃይል ማመንጫዎች

በሙቀት ኃይል ማመንጫ ጣቢያ ከፍተኛ ግፊት ያለው እና ከፍተኛ ሙቀት ያለው እንፋሎት ውሃን በማሞቅ ጠንካራ ነዳጅ (በተለይም የድንጋይ ከሰል) በማቃጠል ከጄነሬተር ጋር የተገናኘ ተርባይን ያሽከረክራል። ስለዚህ የእንቅስቃሴ ኃይሉን ወደ ኤሌክትሪክ ኃይል ይለውጣል. የሙቀት ኃይል ማመንጫው የሥራ ክፍሎች፡

1. ቦይለር ከጋዝ ምድጃ ጋር።
2. የእንፋሎት ተርባይን።
3. ጄነሬተር።
4. Capacitor።
5. የማቀዝቀዣ ማማዎች።
6. የሚዘዋወረው የውሃ ፓምፕ።
7. የምግብ ፓምፕውሃ ወደ ማሞቂያው ውስጥ.
8. የግዳጅ የጭስ ማውጫ አድናቂዎች።
9. ተለያዮች።

የሙቀት ኃይል ማመንጫ የተለመደው ሥዕላዊ መግለጫ ከዚህ በታች ይታያል።

የእንፋሎት ቦይለር ውሃን ወደ እንፋሎት ለመቀየር ይጠቅማል። ይህ ሂደት የሚከናወነው ከነዳጅ ማቃጠል በማሞቅ በቧንቧዎች ውስጥ ውሃን በማሞቅ ነው. የማቃጠያ ሂደቶች ያለማቋረጥ በነዳጅ ማቃጠያ ክፍል ውስጥ በአየር አቅርቦት አማካኝነት ይከናወናሉ.

የእንፋሎት ተርባይኑ ጀነሬተርን ለመንዳት የእንፋሎት ሃይልን ያስተላልፋል። በእንፋሎት በከፍተኛ ግፊት እና የሙቀት መጠን በሾሉ ላይ የተጫኑትን ተርባይኖች በመግፋት መዞር ይጀምራል። በዚህ ሁኔታ, ወደ ተርባይኑ ውስጥ የሚገቡት ከፍተኛ ሙቀት ያለው የእንፋሎት መለኪያዎች ወደ ሙሌት ሁኔታ ይቀንሳሉ. የሳቹሬትድ እንፋሎት ወደ ኮንዲነር ውስጥ ይገባል, እና የማሽከርከር ሃይል ማመንጫውን ለመዞር ጥቅም ላይ ይውላል, ይህም ጅረት ይፈጥራል. ዛሬ ሁሉም ማለት ይቻላል የእንፋሎት ተርባይኖች የኮንደንደር አይነት ናቸው።

ኮንዳነሮች እንፋሎትን ወደ ውሃ የሚቀይሩ መሳሪያዎች ናቸው። እንፋሎት ከቧንቧው ውጭ ይፈስሳል እና ቀዝቃዛው ውሃ በቧንቧው ውስጥ ይፈስሳል. ይህ ንድፍ ወለል capacitor ተብሎ ይጠራል. የሙቀት ማስተላለፊያው ፍጥነት በማቀዝቀዣው ውሃ ፍሰት, በቧንቧው ወለል ላይ እና በውሃ ትነት እና በማቀዝቀዣው መካከል ያለው የሙቀት ልዩነት ይወሰናል. የውሃ ትነት ለውጥ ሂደት የሚከሰተው በተሞላው ግፊት እና የሙቀት መጠን ነው, በዚህ ሁኔታ ኮንዲሽነሩ በቫኩም ውስጥ ነው, ምክንያቱም የማቀዝቀዣው ውሃ የሙቀት መጠን ከውጭው ሙቀት ጋር እኩል ነው, የኮንደንስ ውሃ ከፍተኛ ሙቀት ከውጭ ሙቀት አጠገብ ነው..

ጄነሬተር ሜካኒካልን ይለውጣልኃይል ወደ ኤሌክትሪክ. ጄነሬተር ስቶተር እና ሮተርን ያካትታል. ስቶተር መጠምጠሚያውን የያዘ መኖሪያ ቤት ሲሆን መግነጢሳዊ ፊልዱ ሮታሪ ጣቢያ ደግሞ መጠምጠሚያውን የያዘ ኮር ይዟል።

እንደ ኢነርጂው አይነት TPPs በኮንደንሲንግ አይኢኤስ የተከፋፈሉ ሲሆን ኤሌክትሪክ እና የተቀናጀ ሙቀትና የሃይል ማመንጫዎች ሙቀትን (የእንፋሎት እና የሞቀ ውሃን) እና ኤሌክትሪክን በጋራ ያመርታሉ። የኋለኞቹ የሙቀት ኃይልን በከፍተኛ ብቃት ወደ ኤሌክትሪክ ኃይል የመቀየር ችሎታ አላቸው።

የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች

የኑክሌር ሃይል ማመንጫዎች በኒውክሌር ፋሲሽን ወቅት የሚወጣውን ሙቀት ውሃ ለማሞቅ እና እንፋሎት ለማምረት ይጠቀማሉ። እንፋሎት የኤሌክትሪክ ኃይል የሚያመነጩ ትላልቅ ተርባይኖችን ለማዞር ያገለግላል. በ fission ውስጥ፣ አቶሞች ተከፋፍለው ትናንሽ አተሞችን ይፈጥራሉ፣ ኃይልን ይለቃሉ። ሂደቱ የሚካሄደው በሬአክተር ውስጥ ነው. በማዕከሉ ውስጥ ዩራኒየም 235 የያዘ ኮር አለ። ለኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች ነዳጅ የሚገኘው ከዩራኒየም ነው፣ እሱም ኢሶቶፕ 235U (0.7%) እና ፋይሲል ያልሆነ 238U (99.3%) ይይዛል።

የኑክሌር ነዳጅ ዑደት በኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች ውስጥ ከዩራኒየም ኤሌክትሪክ ለማምረት የሚሳተፉ ተከታታይ የኢንዱስትሪ እርምጃዎች ናቸው። ዩራኒየም በአለም ዙሪያ የሚገኝ በአንፃራዊነት የተለመደ ንጥረ ነገር ነው። በበርካታ አገሮች ውስጥ በማዕድን ማውጫ ውስጥ ይዘጋጃል እና እንደ ማገዶ ጥቅም ላይ ከመዋሉ በፊት ተዘጋጅቷል.

ከኤሌትሪክ ምርት ጋር የተያያዙ ተግባራት በጋራ በኒውክሌር ኃይል ማመንጫዎች የሙቀት ኃይልን ወደ ኤሌክትሪክ ኃይል ለመቀየር የኒውክሌር ነዳጅ ዑደት በመባል ይታወቃሉ። ኑክሌርየነዳጅ ዑደቱ በዩራኒየም ማዕድን ይጀምራል እና በኑክሌር ቆሻሻ አወጋገድ ያበቃል። ጥቅም ላይ የዋለውን ነዳጅ ለኑክሌር ሃይል እንደ አማራጭ ሲሰራ፣ እርምጃዎቹ ትክክለኛ ዑደት ይመሰርታሉ።

ዩራኒየም-ፕሉቶኒየም የነዳጅ ዑደት

በኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች ላይ የሚውል ነዳጅ ለማዘጋጀት የነዳጅ ንጥረ ነገሮችን የማውጣት፣ የማቀነባበር፣ የመቀየር፣ የማበልጸግ እና የማምረት ሂደቶች ይከናወናሉ። የነዳጅ ዑደት፡

1. ዩራኒየም 235 ማቃጠል።
2. Slag - 235U እና (239Pu, 241Pu) ከ238U.
3. በ235U መበስበስ ወቅት፣ ፍጆታው ይቀንሳል፣ እና ኢሶቶፖች ኤሌክትሪክ ሲያመነጩ ከ238U ያገኛሉ።

የነዳጅ ዘንጎች ዋጋ ለVVR ከሚመነጨው የኤሌክትሪክ ዋጋ 20% ገደማ ነው።

ዩራኒየም ለሶስት አመታት ያህል በሪአክተር ውስጥ ካሳለፈ በኋላ የሚጠቀመው ነዳጅ ጊዜያዊ ማከማቻ፣ እንደገና ጥቅም ላይ ማዋል እና ቆሻሻን ከመውሰዱ በፊት እንደገና ጥቅም ላይ ማዋልን ጨምሮ ሌላ የአጠቃቀም ሂደት ውስጥ ማለፍ ይችላል። የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች የሙቀት ኃይልን ወደ ኤሌክትሪክ ኃይል በቀጥታ ይለውጣሉ. በሪአክተር ኮር ውስጥ በኒውክሌር መጨናነቅ ወቅት የሚለቀቀው ሙቀት ውሃን ወደ እንፋሎት በመቀየር የእንፋሎት ተርባይንን ምላጭ በማሽከርከር ጄነሬተሮችን ኤሌክትሪክ እንዲያመነጭ ይጠቅማል።

እንፋሎት የሚቀዘቅዘው ከኩሬ፣ ከወንዞች ወይም ከውቅያኖስ የሚወጣ ውሃ በመጠቀም የእንፋሎት ሃይል ወረዳ ንጹህ ውሃ በማቀዝቀዝ በተለየ መዋቅር ውስጥ ወደ ውሃነት በመቀየር ነው። የቀዘቀዘው ውሃ እንፋሎት ለማምረት እንደገና ጥቅም ላይ ይውላል።

የኤሌክትሪክ ኃይል ማመንጫዎች ድርሻ ከኒውክሌር ኃይል ማመንጫዎች ጋር በተያያዘበተለያዩ የሀብት ዓይነቶች የማምረት አጠቃላይ ሚዛን በአንዳንድ ሀገራት እና በአለም ላይ - ከታች ባለው ፎቶ ላይ።

የጋዝ ተርባይን ኃይል ማመንጫ

የጋዝ ተርባይን ሃይል ማመንጫ ስራ መርህ ከእንፋሎት ተርባይን ሃይል ማመንጫ ጋር ተመሳሳይ ነው። ልዩነቱ የእንፋሎት ተርባይን ሃይል ማመንጫ ተርባይኑን ለማዞር የተጨመቀ የእንፋሎት ሲጠቀም የጋዝ ተርባይን ሃይል ማመንጫ ጋዝ መጠቀሙ ነው።

በጋዝ ተርባይን ሃይል ማመንጫ ውስጥ የሙቀት ሃይልን ወደ ኤሌክትሪክ ሀይል የመቀየር መርህን እናስብ።

በጋዝ ተርባይን ሃይል ማመንጫ ውስጥ አየር በመጭመቂያ ውስጥ ይጨመቃል። ከዚያም ይህ የተጨመቀ አየር በማቃጠያ ክፍሉ ውስጥ ያልፋል, የጋዝ-አየር ድብልቅ በሚፈጠርበት ቦታ, የተጨመቀው የአየር ሙቀት መጠን ይጨምራል. ይህ ከፍተኛ ሙቀት, ከፍተኛ ግፊት ድብልቅ በጋዝ ተርባይን ውስጥ ያልፋል. በተርባይኑ ውስጥ፣ ተርባይኑን ለማሽከርከር በቂ የኪነቲክ ሃይል በማግኘቱ በከፍተኛ ሁኔታ ይሰፋል።

በጋዝ ተርባይን ሃይል ማመንጫ ተርባይን ዘንግ፣ ተለዋጭ እና አየር መጭመቂያው የተለመደ ነው። በተርባይኑ ውስጥ የሚፈጠረው የሜካኒካል ሃይል በከፊል አየርን ለመጭመቅ ይጠቅማል። የጋዝ ተርባይን ኃይል ማመንጫዎች ብዙውን ጊዜ ለሃይድሮ ኤሌክትሪክ ኃይል ማመንጫዎች እንደ ምትኬ ረዳት ኃይል አቅራቢነት ያገለግላሉ። የሃይድሮ ኤሌክትሪክ ፋብሪካ በሚጀመርበት ወቅት ረዳት ሃይል ያመነጫል።

የጋዝ ተርባይን ሃይል ማመንጫ ጥቅሙና ጉዳቱ

ንድፍየጋዝ ተርባይን ኃይል ማመንጫ ከእንፋሎት ተርባይን ኃይል ማመንጫ በጣም ቀላል ነው። የጋዝ ተርባይን ኃይል ማመንጫው መጠን ከእንፋሎት ተርባይን ኃይል ማመንጫው ያነሰ ነው. በጋዝ ተርባይን ሃይል ማመንጫ ውስጥ ምንም አይነት ቦይለር አካል ስለሌለ ስርዓቱ ብዙም የተወሳሰበ ነው። ምንም የእንፋሎት ማቀዝቀዣ ወይም ማቀዝቀዣ ማማ አያስፈልግም።

ኃይለኛ የጋዝ ተርባይን ኃይል ማመንጫዎች ዲዛይን እና ግንባታ በጣም ቀላል እና ርካሽ ነው፣ የካፒታል እና የሥራ ማስኬጃ ወጪዎች ከተመሳሳይ የእንፋሎት ተርባይን ኃይል ዋጋ በጣም ያነሰ ነው።

በጋዝ ተርባይን ሃይል ማመንጫ ላይ የሚደርሰው ዘላቂ ኪሳራ ከእንፋሎት ተርባይን ሃይል ጋር ሲወዳደር በእጅጉ ያነሰ ነው።. የጋዝ ተርባይን ኃይል ማመንጫ ወዲያውኑ ማለት ይቻላል መጀመር ይችላል።

የጋዝ ተርባይን ሃይል ማመንጫ ጉዳቶች፡

1. በተርባይኑ ውስጥ የሚፈጠረው ሜካኒካል ኢነርጂ የአየር መጭመቂያውን ለማሽከርከርም ይጠቅማል።
2. በተርባይኑ ውስጥ የሚፈጠረው አብዛኛው ሜካኒካል ኢነርጂ የአየር መጭመቂያውን ለመንዳት ስለሚውል የጋዝ ተርባይን ሃይል ማመንጫ አጠቃላይ ውጤታማነት ልክ የእንፋሎት ተርባይን ሃይል ማመንጫን ያህል ከፍ ያለ አይደለም።
3. በጋዝ ተርባይን ሃይል ማመንጫ ውስጥ የሚወጡ ጋዞች ከቦይለር በጣም የተለዩ ናቸው።
4. የተርባይኑ ትክክለኛ ጅምር ከመጀመሩ በፊት አየሩ አስቀድሞ መጫን አለበት ይህም የጋዝ ተርባይን የሃይል ማመንጫ ለመጀመር ተጨማሪ የሃይል ምንጭ ያስፈልገዋል።
5. የጋዙ ሙቀት በቂ ነው።የጋዝ ተርባይን ኃይል ማመንጫ. ይህ ከተመሳሳዩ የእንፋሎት ተርባይን ያነሰ የስርዓት ህይወትን ያስከትላል።

ከዝቅተኛው ቅልጥፍና የተነሳ የጋዝ ተርባይን ሃይል ማመንጫ ለንግድ ሃይል ማመንጨት መዋል ስለማይችል እንደ ሃይድሮ ኤሌክትሪክ ላሉ ሌሎች የተለመዱ የሃይል ማመንጫዎች ረዳት ሃይል ለማቅረብ ያገለግላል።

ቴርሚዮኒክ ለዋጮች

እነሱም ቴርሚዮኒክ ጀነሬተር ወይም ቴርሞኤሌክትሪክ ሞተር ይባላሉ ይህም የሙቀት መጠንን በቀጥታ ወደ ኤሌክትሪክ የሚቀይር ነው። ቴርሚዮኒክ ጨረራ በመባል በሚታወቀው የሙቀት-የተመረተ የኤሌክትሮን ፍሰት ሂደት የሙቀት ሃይል ወደ ኤሌክትሪክ ሃይል በከፍተኛ ብቃት ሊቀየር ይችላል።

የቴርሚዮኒክ ኢነርጂ ለዋጮች ኦፕሬሽን መሰረታዊ መርሆ ኤሌክትሮኖች ከሞቀ ካቶድ ላይ በቫኩም ውስጥ በትነው ቀዝቀዝ ባለ አኖድ ላይ መጨናነቅ ነው። እ.ኤ.አ. 900 K) ይቻላል, የሂደቱ ውጤታማነት, በተለምዶ > 50%, በከፍተኛ ሁኔታ ቀንሷል ምክንያቱም ከካቶድ ውስጥ በእያንዳንዱ ክፍል የሚለቀቁ ኤሌክትሮኖች ብዛት በማሞቂያው ሙቀት ላይ የተመሰረተ ነው.

ለተለመደው የካቶድ ቁሶች እንደልክ እንደ ብረቶች እና ሴሚኮንዳክተሮች, የኤሌክትሮኖች ብዛት ከካቶድ የሙቀት መጠን ካሬ ጋር ተመጣጣኝ ነው. ይሁን እንጂ በቅርቡ የተደረገ ጥናት እንደሚያሳየው የሙቀቱን የሙቀት መጠን ግሬፊን እንደ ሙቅ ካቶድ በመጠቀም በቅደም ተከተል ሊቀንስ ይችላል. የተገኘው መረጃ እንደሚያሳየው በግራፊን ላይ የተመሰረተ የካቶድ ቴርሚዮኒክ መቀየሪያ በ 900 ኪ.ሜ 45% ቅልጥፍናን ማሳካት ይችላል.

የኤሌክትሮን ቴርሚዮኒክ ልቀትን ሂደት የሚያሳይ ንድፍ በፎቶው ላይ ይታያል።

TIC በግራፊን ላይ የተመሰረተ፣ ቲሲ እና ታ የካቶድ የሙቀት መጠን እና የአኖድ የሙቀት መጠን ሲሆኑ። በአዲሱ የቴርሚዮኒክ ልቀት ዘዴ ላይ በመመርኮዝ ተመራማሪዎቹ በግራፊን ላይ የተመሰረተ የካቶድ ኢነርጂ መለወጫ አፕሊኬሽኑን በኢንዱስትሪ ቆሻሻ ሙቀትን እንደገና ጥቅም ላይ ማዋል እንደሚችል ይጠቁማሉ ፣ ይህም ብዙውን ጊዜ ከ 700 እስከ 900 ኪ.ሜ የሙቀት መጠን ይደርሳል።

በሊያንግ እና ኢንጅነር የቀረበው አዲሱ ሞዴል በግራፊን ላይ የተመሰረተ የሃይል መቀየሪያ ዲዛይን ሊጠቅም ይችላል። በዋነኛነት ቴርሞኤሌክትሪክ ጀነሬተሮች የሆኑት Solid state power converters በዝቅተኛ የሙቀት መጠን (ከ 7% ያነሰ ውጤታማነት) ውስጥ ይሰራሉ።

የቴርሞኤሌክትሪክ ማመንጫዎች

የቆሻሻ ሃይልን መልሶ ጥቅም ላይ ማዋል ለተመራማሪዎች እና ሳይንቲስቶች ይህንን ግብ ለማሳካት አዳዲስ ዘዴዎችን ለሚፈጥሩ ታዋቂ ኢላማ ሆኗል። በጣም ተስፋ ሰጭ ከሆኑት ቦታዎች አንዱ በናኖቴክኖሎጂ ላይ የተመሰረተ ቴርሞኤሌክትሪክ መሳሪያዎች ናቸውኃይልን ለመቆጠብ አዲስ አቀራረብ ይመስላል። ሙቀትን ወደ ኤሌክትሪክ ወይም ኤሌክትሪክ ወደ ሙቀት በቀጥታ መቀየር በፔልቲየር ተጽእኖ ላይ የተመሰረተ ቴርሞኤሌክትሪክ በመባል ይታወቃል. በትክክል ለመናገር፣ ውጤቱ የተሰየመው በሁለት የፊዚክስ ሊቃውንት - ዣን ፔልቲየር እና ቶማስ ሴቤክ ነው።

ፔልቲየር ወደ ሁለት የተለያዩ የኤሌክትሪክ ማስተላለፊያዎች የሚላከው በሁለት መጋጠሚያዎች የሚገናኙት ጅረት አንድ መስቀለኛ መንገድ እንዲሞቅ የሚያደርግ ሲሆን ሌላኛው ደግሞ መጋጠሚያው እንዲቀዘቅዝ ያደርጋል። ፔልቲየር ምርምሩን ቀጠለ እና አንድ የውሃ ጠብታ በቢስሙዝ-አንቲሞኒ (BiSb) መጋጠሚያ ላይ በቀላሉ አሁኑን በመቀየር እንዲቀዘቅዝ ማድረግ እንደሚቻል አገኘ። ፔልቲየር በተጨማሪም የሙቀት ልዩነት በተለያዩ ተቆጣጣሪዎች መገናኛ ላይ ሲቀመጥ የኤሌክትሪክ ጅረት ሊፈስ እንደሚችል አረጋግጧል።

ቴርሞ ኤሌክትሪክ እጅግ በጣም የሚያስደስት የኤሌትሪክ ምንጭ ነው ምክንያቱም የሙቀት ፍሰትን በቀጥታ ወደ ኤሌክትሪክ የመቀየር ችሎታው ነው። ሃይል መቀየሪያው በጣም ሊሰፋ የሚችል እና ምንም አይነት ተንቀሳቃሽ አካል ወይም ፈሳሽ ነዳጅ የሌለው በመሆኑ ብዙ ሙቀት ወደ ብክነት በሚሄድበት ለማንኛውም ሁኔታ ከአለባበስ እስከ ትላልቅ የኢንዱስትሪ ተቋማት ድረስ ተስማሚ ያደርገዋል።

በሴሚኮንዳክተር ቴርሞፕል ማቴሪያሎች ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉ ናኖስትራክቸሮች ጥሩ የኤሌክትሪክ እንቅስቃሴን ለመጠበቅ እና የሙቀት መጠንን ለመቀነስ ይረዳሉ። ስለዚህ የቴርሞኤሌክትሪክ መሳሪያዎች አፈፃፀም በናኖቴክኖሎጂ ላይ የተመሰረቱ ቁሳቁሶችን በመጠቀም ሊጨምር ይችላልየፔልቲየር ተጽእኖን በመጠቀም. የተሻሻለ ቴርሞኤሌክትሪክ ባህሪያት እና ጥሩ የፀሐይ ሃይል የመሳብ አቅም አላቸው።

የቴርሞኤሌክትሪክ ትግበራ፡

1. የኃይል አቅራቢዎች እና ዳሳሾች በክልል።
2. የገመድ አልባ መቀበያ ለርቀት ግንኙነት የሚቆጣጠር የሚቃጠል የዘይት መብራት።
3. እንደ MP3 ማጫወቻዎች፣ ዲጂታል ሰዓቶች፣ ጂፒኤስ/ጂኤስኤም ቺፖች እና የግፊት ሜትሮች ከሰውነት ሙቀት ጋር መተግበር።
4. በቅንጦት መኪኖች ውስጥ ፈጣን የማቀዝቀዝ መቀመጫዎች።
5. የቆሻሻ ሙቀትን በተሽከርካሪዎች ላይ ወደ ኤሌክትሪክ በመቀየር ያፅዱ።
6. ከፋብሪካዎች ወይም ከኢንዱስትሪ ተቋማት የሚወጣውን ቆሻሻ ሙቀትን ወደ ተጨማሪ ኃይል ይለውጣል።
7. የፀሀይ ቴርሞኤሌክትሪክ ከፎቶቮልታይክ ህዋሶች ለኃይል ማመንጫ በተለይም ዝቅተኛ የፀሐይ ብርሃን ባለባቸው አካባቢዎች የበለጠ ቀልጣፋ ሊሆን ይችላል።

MHD የኃይል ማመንጫዎች

የማግኔቶሃይድሮዳይናሚክ ሃይል ማመንጫዎች በሚንቀሳቀስ ፈሳሽ (በተለምዶ ionized ጋዝ ወይም ፕላዝማ) እና መግነጢሳዊ መስክ መስተጋብር ኤሌክትሪክ ያመነጫሉ። ከ1970 ዓ.ም ጀምሮ የኤምኤችዲ የምርምር መርሃ ግብሮች በተለያዩ ሀገራት በተለይም የድንጋይ ከሰል እንደ ማገዶ ላይ በማተኮር ተካሂደዋል።

የኤምኤችዲ ቴክኖሎጂ ማመንጨት መሰረታዊ መርህ የሚያምር ነው። በተለምዶ በኤሌክትሪክ የሚሠራው ጋዝ በከፍተኛ ግፊት የሚመረተው ቅሪተ አካላትን በማቃጠል ነው። ከዚያም ጋዙ በመግነጢሳዊ መስክ ውስጥ ይመራል, በዚህም ምክንያት በእሱ ውስጥ የሚሠራ ኤሌክትሮሞቲቭ ኃይል በማነሳሳት ህግ መሰረት ይሠራል.ፋራዳይ (በ19ኛው ክፍለ ዘመን በእንግሊዛዊው የፊዚክስ ሊቅ እና ኬሚስት ሚካኤል ፋራዳይ የተሰየመ)።

የኤምኤችዲ ሲስተም ልክ እንደ ተለመደው የጋዝ ተርባይን ጀነሬተር ጋዝ ከከፍተኛ ወደ ዝቅተኛ ግፊት መስፋፋትን የሚያካትት የሙቀት ሞተር ነው። በኤምኤችዲ (MHD) ስርዓት ውስጥ የጋዝ ጉልበት (kinetic energy) እንዲሰፋ ስለሚፈቀድ በቀጥታ ወደ ኤሌክትሪክ ኃይል ይቀየራል. MHD የማመንጨት ፍላጎት በመጀመሪያ የተቀሰቀሰው የፕላዝማ መስተጋብር ከመግነጢሳዊ መስክ ጋር በሚሽከረከር ሜካኒካል ተርባይን ውስጥ ከሚችለው በላይ በከፍተኛ የሙቀት መጠን ሊከሰት እንደሚችል በማወቅ ነው።

በሙቀት ሞተሮች ቅልጥፍና አንፃር ያለው ውስን አፈጻጸም በ19ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ በፈረንሳዊው መሐንዲስ ሳዲ ካርኖት ተዘጋጅቷል። ለእያንዳንዱ ኪዩቢክ ሜትር የኤምኤችዲ ጀነሬተር የውጤት ሃይል ከጋዝ ኮንዳክሽን ምርት፣ ከጋዝ ቬሎሲቲ ካሬ እና ጋዙ የሚያልፍበት የመግነጢሳዊ መስክ ጥንካሬ ካሬ ጋር ተመጣጣኝ ነው። የኤምኤችዲ ጀነሬተሮች በጥሩ አፈፃፀም እና በተመጣጣኝ አካላዊ ልኬቶች በተወዳዳሪነት እንዲሰሩ የፕላዝማው ኤሌክትሪክ ኮንዳክሽን ከ 1800 ኪ (1500 C ወይም 2800 F አካባቢ) ባለው የሙቀት መጠን ውስጥ መሆን አለበት። መሆን አለበት።

የኤምኤችዲ ጀነሬተር አይነት ምርጫ የሚወሰነው በተጠቀመው ነዳጅ እና በመተግበሪያው ላይ ነው። በብዙ የዓለም ሀገራት ውስጥ ያለው የድንጋይ ከሰል ክምችት ለኤምኤችዲ የካርበን ሲስተም ለኤሌክትሪክ ኃይል ማመንጨት አስተዋጽኦ ያደርጋል።