Термоелектричний генератор: історія і сучасність

Чи замислювалися ви коли-небудь над тим, що звичайна піч або газова плита може не тільки давати тепло, а й бути джерелом електрики? Та що там, навіть зі звичайного багаття в турпохід можна отримати хай маленьку, але часом дуже потрібну електроенергію ...

Як все починалося

Пристрій, завдяки якому можливі такі чудеса, відоме під назвою «термоелектричний генератор». Родом він, як і всі електричне, з далекого ХІХ століття. Якось раз німецький вчений Томас Зеєбек вирішив провести експеримент. Він узяв два дроти, виготовлених з різних металів, і спаяв їх в замкнуте кільце. Потім один кінець спайки нагрів і побачив, що в кільці з`явився струм. Правда, відкриття вченого оцінили не відразу - струм був настільки мізерним, що його можна було застосовувати хіба що для вимірювання температури. Що впродовж ста років і робили, застосовуючи відкриття Зеебека в так званих термопарах.

Все змінилося через століття, коли вчені стали цікавитися напівпровідниками. У 1930-і роки радянський фізик А.Ф. Іоффе спаяв в кільце напівпровідники і виявив, що струм виробляється цілком пристойною сили. Напівпровідникові кільця надягають на гасову лампу, немов комір. Їх внутрішні кінці отримують тепло від лампи, торкаючись до її склу. Зовнішні кінці охолоджуються завдяки великій поверхні ребер. Так термоелектричний генератор отримав більш широке застосування. Його активно використовували в тих місцях, де не було взагалі ніякої електрики. Наприклад, у селах для живлення радіоприймачів. Згодилося винахід і на війні. Безшумність генератора при роботі дозволила використовувати його для живлення польових радіостанцій.

Генератор з небезпечною начинкою

У ХХ столітті ідея отримання електрики з теплової енергії призвела до появи нового типу термоелектричних генераторів, які «розігріваються» радіоактивними елементами. Так званий радіоізотопний термоелектричний генератор в СРСР використовувався для харчування прибережних світлових маяків. У США застосовували такі генератори для космічних об`єктів. Паливом для РІТЕГ (скорочена назва пристроїв) служив стронцій-90.

З одного боку, такий термоелектричний генератор довговічний, з іншого - це джерело величезної небезпеки. Особливо це стало ясно в сучасній Росії, де безліч РІТЕГ на узбережжях давно вийшло з ладу і тепер стоїть без всякого нагляду, будучи ласим шматочком для збирачів металобрухту. Тому від таких пристроїв намагаються по можливості позбуватися.

У поході і в промисловості

Але не все так погано. У наш час термоелектричний генератор став затребуваною річчю. Найбільше він, як і раніше, зручний у тих місцях, де електрики не дочекаєшся. Як правило, такі пристрої компактні і стануть в нагоді туристу в поході, моряку в рейсі, рятівнику або мисливцеві. Джерелом тепла може служити звичайний багаття, на який ставлять кухлик з водою, щоб отримати необхідний для генератора перепад температур. Енергії, отриманої від пристрою, вистачає для того, щоб зарядити мобільний телефон або ноутбук. Деякі моделі генераторів, наприклад, ГТУ-12-12, виконані у вигляді казанка, який можна просто підвісити над вогнем.

Користуються термоелектричними генераторами і в промислових цілях. Під час роботи двигуна внутрішнього згоряння або газової турбіни, як відомо, виділяється чимало тепла. Його і використовують для одержання електроенергії, яку потім можна застосовувати як завгодно, а то і заробляти на її продаж. Не залишають і ідею використання ядерного палива в якості джерела тепла для генератора - в Росії і США вже розроблені відповідні установки.

І нарешті, як і раніше, можна зібрати термоелектричний генератор своїми руками. По всесвітній павутині гуляє маса навчальних відео та статей з докладним описом послідовності складання. Правда, головний елемент такого генератора - термоелектричний модуль - все одно доведеться купувати. Але в цілому такий пристрій напевно буде дешевше фірмових моделей.