Megújuló energiaforrások V. - Termoelektromos-effektus Írta: Markó Gabriella, Fotók és ábra: Herbert Ferenc 2009. július 08. szerda, 14:33
A villamosenergia hasznosításnak és termelésnek van egy olyan területe, amely az egyedi és különleges alkalmazásoknál kerül használatba. Ezek az ún. termoelektromos-effektus témakörébe tartozó jelenségek, amelyeknek egyes területeit a kikísérletezői vagy a jelenségről először feljegyezéseket, dokumentációt készített személyek után neveztek el. E gyakorlati jelenségek alkalmazása az elemek jelentős költsége miatt jelenleg még szűk területekre korlátozódik.
A termoelektromos-effektus lényegét, alkalmazási területeit Herbert Ferenc, a Budapesti Műszaki Főiskola Kandó Kálmán Villamosmérnöki Főiskolai Kar Megújuló Energiaforrás Kutatóhely vezetője mutatta be lapunknak. A Seebeck-effektus A termoelektromos-effektus lényege abban foglalható össze, hogy két összehegesztett, különböző hőmérsékletű és eltérő anyagú fém között elektromos áram folyik mindaddig, amíg hőmérséklet-különbség áll fenn.
Vagyis termofeszültség lép fel és termoáram folyik. Ez az elrendezés a termoelem.
A jelenséget Seebeck-effektusnak nevezik. Thomas Johann Seebeck (1770-1831) német
1/6
Megújuló energiaforrások V. - Termoelektromos-effektus Írta: Markó Gabriella, Fotók és ábra: Herbert Ferenc 2009. július 08. szerda, 14:33
fizikus 1821-ben fedezte fel, amelyet természetesen róla neveztek el és ma is Seebeck-effektusként tartja számon a tudományos világ. Azt a feszültséget, amely 1 Kelvin hőmérséklet-különbség hatására ezen az úton létrejön (V/K), termo-erőnek nevezik.
2/6
Megújuló energiaforrások V. - Termoelektromos-effektus Írta: Markó Gabriella, Fotók és ábra: Herbert Ferenc 2009. július 08. szerda, 14:33
AA Seebeck-effektus felhasználása okozva. nem légierő reaktorral kísérleti körüli Az sorozat ilyen végül termoelektromos-effektust akkori táplálható műhold pályára. a hajtotta Csendes-óceán egyes ion-motor Szovjetunió fűtött, irányíthatatlanul A katonai műholdak végre 620 termelt hajtómű és ais műholdjain. SNAPSHOT 680 villamosenergiával déli hasznosította ésrészére. W részén űrszondák felhasználták egyre teljesítményű Atért A alacsonyabb kísérleti ’90-es 440 ezt vissza táplálására akg-os ameghajtott évek villamosenergia-táplálást termoreaktor műholddal, Naprendszert Földünkhöz, műholdat elején pályára is. Az ion-hajtómű nem amelynek kerülve első biztosította 1965. elhagyó, nagyobb kispublikált riadalmat április közeledett fedélzetén tolóereje tehát természeti aaz3-án KOZMOSZ kísérleteket energia keltett, napelemekkel a egy állították sugárzó Földhöz, gondot kilopond ellátást amikor műhold azFöld amerikai de nem egy már avolt.
A termoelektrikus áramfejlesztők mérőrendszereinek földgáz-vezetékek Ezért energiát példányban modellje egyszerű, gyertyalángnak termoelemek származik). fordultak termelni több aezt gázgyártott alakítják százezer amegfelelő termoelemekhez: vagy minimális ellenőrző táplálásában berendezés át olajvezetékből példányban villamos égési szénhidrogén rendszereinek felületet előállítója található. energiává bár szolgálja jól annyi igen bevált biztosít, elégetésével. az A elektromos szénhidrogént alacsony (1. lakott aalkalmazási amerikai fotó, és ezt aképen hatásfok PGI táplálását PGI szállítás Az az területe vezetnek egyik energiát International International, mellett, távoli biztonságát. típusú, nem afelhasználásával a szénhidrogén ki, vidéken körülötte volt de amely több katalógusából amelynek képesek könnyű Működése százezer haladó, kb. elhelyezkedő vezetékek megoldani. villamos 2feszültségét hosszú és 8a W-os hőmérők gyors üzemelni össze. Atápegység mellékelt reakcióidőt láthatók. tudnak. 2. ábrán biztosít: Ahosszú Előnyük fémek különböző emellett termoelektromos a nagy kivitelű, fontos pontosság termoelektromos-effektus még feszültségsorát és a széles arádiózás kicsiny hőmérséklet-tartomány, hőtehetetlenség, acsövek mellékelt kis táblázatban amelyben rendkívül foglaltuk (7., petróleumlámpára készülékek távoli nevezeték fémkerámiai feszültséget szolgáltatta. A Az 1950-es 8. területeken fotó). energiaellátását években, adott. A hőelemből igen aenergiamennyiséget másik megoldást. élők szerelhető Ez 0,5 aára. számára a állt. rádióhoz Szovjetunióban Aélettartamú, mellett Két A oldották táp-áramforrást. TGK-3 vált rendszert tartozó 1,2 elérhetővé meg. típusú V nagy feszültséget gyártották rezgőnyelves alakítottak Az megbízhatóságú hőelemes akkoriban Az aföldgáz áramforrással aterületektől ki adott táp-áramforrás átalakítóval rajta: népszerű öröme. a látható az volt. egyik telepes Ekkoriban Jól áramforrás a(3. fűtőáramának készülék tűrte 2több, fotó, A csöves aamely Internet-forrás), sorba hőelemnek rövidzárlatokat segítségével anód rádióvevő 2egy kapcsolt ellátásához. Vműködő is gépkocsikban. hűtőbordával 50-60 hasznosítható Seebeck-elem Seebeck-effektus fokos állandó hűtik. magas Egyik Ebből egyik hőmérséklet-különbséget oldalt hétköznapi, jelentős hűtővízzel mennyiségű szolgáltatna. hasznos vagy kipufogógázzal lehet energia területe Az elérni. elterjedést is az nyerhető, Több elektromos melegítik, jelenleg Seebeck-elemmel mivel energia amég másikat amellett hűtővízzel korlátozza termelése pedig már majdnem aigen
3/6
Megújuló energiaforrások V. - Termoelektromos-effektus Írta: Markó Gabriella, Fotók és ábra: Herbert Ferenc 2009. július 08. szerda, 14:33
A felmelegszik. fizikus felmelegedett nem jelenség A Peltier-effektus Seebeck-effektus más, 1834-ben. a mint polaritások aleggyakrabban a másik. termoelektromos Az fordítottját áramkört felcserélésével Vagyis egyenárammal hőt figyelte ad hűtés, le megfordul. meg azfűtés, egyik Jean táplálta, valamint hely, Az Charles hőt ezáltal avesz Athanase szilárdtest melegedő lehűlt fel a az másik Peltier oldal hőszivattyú egyik hely. lehűl, (1785-1845) hegesztés Ez míg elve. akészülnek. a felfedezés A másik és francia Peltier-elem másik fizikustól, Peltier-elem Peltiertől, lehűl, egy amennyiben félvezető kikísérletezőjéről egyenfeszültséget termoelektromos kapta (4. fotó). kapcsolnak hűtőlap, az rá. Nevét oldala a anizotrop fent felmelegszik, említett francia a bizonyult még termoelektromos-effektus azpedig ipari gyakorlati előállítás célok kérdése megvalósítására. aalapú kis is. hőmérséklet-különbség A félvezetők feltalálásával előállítása miatt azonban kis hatásfokú Használható Peltier-elemek Gyakran termoelektromos alkatrészek megközelíti számítógép-technika ötvözik nélküli a hűtőteljesítményt kompresszoros még tulajdonságú, félvezetős területén, szelénnel hűtéssel hőszivattyúnak bizmut-telluridből, ad pmint ésegy és antimonnal. anprocesszorok, Peltier-elem elért típusú értékeket. is cellák Ebből nevezhetnénk. vagyis a addig rákapcsolt videokártyák készülnek. bonyolult Népszerűsége speciális Hatásfoka eljárással egyenfeszültség Aegyik félvezető aktív Peltier-elemet egyre hűtő egyes anyagból nő modulja. amegoldódott esetekben hatására. mozgó A
4/6
Megújuló energiaforrások V. - Termoelektromos-effektus Írta: Markó Gabriella, Fotók és ábra: Herbert Ferenc 2009. július 08. szerda, 14:33
A másik felhasználási módja gyakorlati Peltier-effektus feszültség megvalósításra keletkezik, inverze. amivel Tehát váró munkát ahűtőládákban ötlet, hőmérséklet-különbség hatásfoka lehet Seebeck-effektust ugyanis Ez mindössze hatására használja aés 1-3 csatlakozási inkább %. érdekesség, ami pontoknál mint APeltier-elem Peltier-elem területei mikroprocesszor Ezek az felületéről hasznosításra kell hőt kerülnek pl.végezni. aais, és számítástechnikában, ezt adott esetben Peltier-elemmel ahol történetesen egy meg. táplálva Alkalmazható aselemek rendszert még kis –a méretű kirándulásra magunkkal amelyekben vitt –nagyfrekvenciás azhelyezik autó italt 12 hidegen V-os rendszeréről tarthatjuk. tartását, zajtényezőjét ˚C Alkalmazni különbséget ezáltalp lehet lehet isalkalmazási még elstyle=A jelentősen lehet nagy érni. Seebeck-effektus frekvenciás csökkenteni. előerősítőknél, Több felhasználása Peltier-elem ahol a megoldja egymásra a félvezetők helyezésével erősítő hidegen akár 200 mozgó A Peltier alkatrészt elem hétköznapi nem tartalmaz, felhasználási ígyelvezetni, pl. mobil területein eszközöknél, aszendvicseket kistermészetesen méretet hűtőtáskáknál előtérbe, iski, hasznos. saoldják azt, hogy
5/6
Megújuló energiaforrások V. - Termoelektromos-effektus Írta: Markó Gabriella, Fotók és ábra: Herbert Ferenc 2009. július 08. szerda, 14:33
Mint említettük, aígy Peltier-elem fordítottja hőmérsékleten másik különbség felhasználásával nyerhető modulokat fő felhasználási olyan miatt, ólom-telluridból, is esetekben sérhető működtethető. dolgozik: módjánál. el.is, Az illetve amikor így ez Aszilicium-germánium termelt acsatlakozási fölösleges modul energia, két a Seebeck-effektus, oldala hőforrás pontoknál hatásfok közötti ötvözetből állfeszültség rendelkezésünkre. alacsony, hőmérséklet-különbség akészítik, Peltier-elem keletkezik mégisígy hasznos Az magasabb ezt a utóbbi hőmérséklet használja energia célrakia
6/6
