Термоэлектрический генератор

У термоэлектрических генераторов, построенных из металлических термоэлектродов, низкий КПД, они не имеют практического значения. Положение существенно меняется, если в качестве термоэлектродов взять полупроводники, особенно с различными типами проводимости. Сегодня применяются материалы, позволяющие получать в отдельных элементах КПД, равный 10-15%. Однако реальный термоэлектрический генератор представляет собой серию термоэлементов, соединенных последовательно с помощью специальных коммутационных пластин. А из-за дополнительных потерь в этих пластинах коэффициент полезного действия генератора оказывается значительно меньшим.

В последние годы создано несколько образцов экспериментальных термоэлектрических генераторов с концентраторами солнечного излучения, КПД которых достигает 3%. Материалы для термоэлектрических генераторов непрерывно совершенствуются, улучшается и удешевляется технология их производства. Но пока нет достаточных оснований надеяться на их широкое внедрение в стационарную энергетику больших мощностей. По-видимому, в достаточно обозримой перспективе их применение ограничится автономными установками небольшой мощности.

Вероятно, главные надежды всех безмашинных методов связаны с фотоэлектрическим преобразованием энергии? Самый популярный пример его практического применения – всем известные солнечные батареи, питающие энергией космические аппараты. Но это пример автономных энергетических установок сравнительно небольшой мощности. А в стационарной энергетике больших мощностей – каковы здесь возможности фотопреобразователей?

Принцип работы фотоэлектрических преобразователей основан на фотоэффекте, который был открыт еще в прошлом веке. Сущность фотоэффекта в том, что электроны, содержащиеся в материале фотокатода, под действием поглощаемых квантов света меняют   свое   энергетическое состояние. Первые попытки создать фотоэлектрический преобразователь предполагали использование внешнего фотоэффекта (под воздействием излучения электроны вырываются с поверхности металла в окружающий вакуум). Однако КПД таких преобразователей оказался очень малым.