Каждая идея – это отдельная история поиска, проб и ошибок, новых вопросов. Некоторые идеи уже нашли практическое применение, другие ждут дальнейшей проверки и развития. Но все они, как мозаика, складываются в общую картину – картину науки, которая не боится быть смелой.
1. Термоэлектрический генератор переменного тока
Известно, что КПД классического термоэлектрического преобразователя на полупроводниках не более 10-15 %. КПД термоэлектрического преобразователя на металлических термопарах не более 1 %.
В настоящей работе предложен термоэлектрический генератор на плоском металлическом проводнике с знакопеременной контактной разностью потенциалов, который в конструктивном плане изогнут змейкой последовательно с диэлектрическими прокладками. Таким образом формируется последовательная синергия контактных разностей потенциалов и ёмкостного накопителя энергии. Такая система обеспечивает КПД преобразования тепла в электричество больше, чем у существующих полупроводниковых преобразователей!
Оперируя энергетикой емкостных накопителей в десятки и более джоулей для напряжения, вырабатываемого всеми термопарами, например, в 5 вольт можно получить переменный ток в нагрузке, измеряемый амперами!
Известно, что время заряда конденсатора, в том числе и от термоэлектрического преобразователя, зависит от его емкости. Время заряда емкостного накопителя энергии емкостью, например, в 1 Фарад до напряжения термоэлектрического генератора, например, в 5 вольт будет измеряться секундами.
Задачей данной работы является предложить способ “мгновенного” заряда емкостного накопителя для целей повышения КПД преобразования низко потенциального тепла в электричество.
Согласитесь, что зарядить одновременно, например, 1000 конденсаторов емкостью по 1000 мкФ от различных источников в 1000 раз быстрее, чем один конденсатор емкостью 1 Фарад от одного источника.
Такое заключение является базой, на основании которой предлагается принципиально новый, высоко эффективный способ преобразования низко потенциального тепла в электричество.
На основании вышеизложенного предлагается емкостная термоэлектрическая батарея с индуктивным накопителем для утилизации низко потенциального тепла.
Емкостная термоэлектрическая батарея с индуктивным накопителем для утилизации низко потенциального тепла представляет собой классический термоэлектрический источник тока в управляемом импульсном режиме, который обеспечивает заряд/перезаряд встроенных двух емкостных накопителей энергии. В свою очередь нагрузка запитана от одного емкостного накопителя энергии.
Принцип работы
Принцип работы основан на синергии термоэлектрического эффекта Зеебека (явление возникновения ЭДС на концах последовательно соединенных разнородных проводников, контакты между которыми находятся при различных температурах) и двух емкостных накопителей энергии с управлением токами заряда/перезаряда как от отдельного индуктивного накопителя энергии, так и без него.
Конструктивное исполнение.
В конструктивном плане основу емкостной термоэлектрической батареи представляет собой “сборный пакет”, состоящий из листов (фольги) из разнородных металлов, между которыми проложены листы диэлектрика. Листы (фольга) из разнородных металлов по краям соединены между собой механическим способом, образуя термопары. Каждая ветвь термопары является обкладкой для двух конденсаторов емкостного накопителя. Другие обкладки этих конденсаторов соединены между собой, и между такими же другими. Таким образом, формируется дополнительный электрод в системе, который будет являться одним из выходов в передаче электрической энергии.
Конструктивное исполнение емкостной термоэлектрической батареи может быть двух типов:
Тип 1. Прямоугольная батарея (пакет) с подводом / отводом тепла с противоположных сторон батареи (пакета).
Рис. 1. Прямоугольная батарея (пакет) с подводом / отводом тепла с противоположных сторон батареи (пакета).
Рис. 14. Прямоугольная батарея (пакет) с подводом / отводом тепла с противоположных сторон батареи (пакета)
Тип 2. Цилиндрическая (коаксиальная) батарея (пакет) с подводом / отводом тепла внутрь / снаружи цилиндра
Рис. 2. Цилиндрическая (коаксиальная) батарея (пакет) с подводом/отводом тепла внутрь / снаружи цилиндра.
Схематическое исполнение.
Каждая ветвь термопары представлена отдельным источником напряжения, преобразующим тепловую энергию в электрическую.
Рис. 3. Электрическая схема ТЭГ
Общее количество конденсаторов в накопителе:
N