機械のない太陽光発電所。スキーム、説明

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機械を使わない太陽エネルギーシステム。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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機械のない太陽光発電所では、太陽放射のエネルギーは、機械エネルギーへの中間的な移行なしに、直接電気エネルギーに変換されます。直接変換の場合、タービンと発電機は必要ありません。

熱電変換器

太陽放射からの熱エネルギーを電気に直接変換することは、1821 年に発見されたゼーベック効果に基づいています。異なる化学組成の XNUMX つの導体の端をはんだ付けし、その接合部を異なる温度の環境に置くと、それらの間に熱起電力が発生します。

ここでT₁ - 熱接点の絶対温度、T₂ は冷接点の絶対温度、は比例係数です。

導体の回路に電流 J が発生し、熱接点は加熱源から XNUMX 秒あたりの量の熱を吸収します。そして冷接点は低温の物体に次の量の熱を伝達します。。供給された熱と除去された熱の差が電流の XNUMX 番目の仕事です

、W。

入熱に対する仕事の比率が変換プロセスの熱効率です。

(3.1)

したがって、理想的な熱電変換器の効率はカルノーサイクルの熱効率と一致し、熱接点と冷接点の絶対温度によって完全に決まります。実際のコンバータでは、導体の電気抵抗、熱伝導率、周囲環境との接合部の熱交換に対する熱抵抗により、不可逆的な損失が発生します。したがって、設置の実際の効率は次のようになります。

(3.2)

どこ - コンバータの相対電気効率 (スロットリングによる不可逆的な損失を考慮して、タービンの相対内部効率から類推してこの名前が付けられています)。

金属熱電極を使用する場合、熱電変換器の効率は非常に低く、1929 分の 10 パーセントを超えません。 XNUMX 年に、A.F. Ioffe は、半導体の使用には大きな効果があり、効率が約 XNUMX% まで増加することを示しました。最新の熱電発電機では、熱接点が太陽光によって加熱される半導体熱電対が直列に接続されています。この種の発電機は、灯台や海洋信号ブイなどの低電力消費者向けの自律電源として使用されます。

著者: ラベイシュ V.G.

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