Среднетемпературный термоэлектрический генераторный модуль серии TELGEN

Среднетемпературный термоэлектрический генераторный модуль серии TELGEN

Термоэлектрический генераторный модуль имеет существенно иную конструкцию, нежели термоэлектрический элемент Пельтье, который предназначен для охлаждения, а не для генерации энергии. На рынке масса предложений термоэлектрических генераторных модулей, изготовленных по технологии элементов Пельтье. То есть керамические пластины с впаянными между ними элементами. Все эти модули объединяет то, что они не предназначены для сколь-нибудь длительной работы. Дело в том, что разность температур в термоэлектрических модулях Пельтье это 70 °С. И технология, предназначенная для изготовления таких термоэлектрических модулей, рассчитана именно на эту разницу температур и соответствующие ей тепловые расширения. Для термоэлектрического генераторного модуля разница температур должна быть не менее 200°С градусов. Иначе КПД преобразования будет слишком мал. То есть более чем в три раза выше, чем та, на которую рассчитана технология керамических модулей Пельтье. Тепловые расширения и диффузионные процессы приводят к очень скорому выходу керамических термоэлектрических модулей, применяемых для генерации.  Кроме того, предлагаемые на рынке генераторные керамические модули рассчитаны на поток тепла очень высокой плотности, который реализовать на практике возможно только на специальных испытательных стендах. К сожалению, все эти факторы приводят к тому, что даже имеющийся слабый интерес к термоэлектрической генерации утрачивается после неудачных экспериментов с такими модулями.

 

Здесь вы можете увидеть, как выглядит и какими характеристиками обладает настоящий генераторный термоэлектрический модуль, предназначенный для непрерывной работы в течении десятилетий при разнице температур в  400 °С.

Термоэлектрический генераторный модуль

Среднетемпературный генераторный модуль

Среднетемпературный термоэлектрический генераторный модуль с герметизацией эмалью

 

термоэлектрический генераторный модуль

Термоэлектрический генераторный модуль в чехле.

Термоэлектрический генераторный модуль с герметизацией стальным вакуумным чехлом.

 

Такие суровые условия эксплуатации предъявляют особые требования к антидифузионным слоям, токопроводящим контактам коммутации, термоэлектрическому веществу и его защите от сублимации и атмосферного кислорода.

Элементом термоэлектрического генераторного модуля является термоэлектрическая батарейка:

Термоэлектрические батарейки различных модификаций

Генераторный термоэлектрический модуль

Термоэлектрические генераторные батареи различных модификаций

 

трубчатый модуль

Трубчатый (кольцевой) термоэлектрический модуль

 

TELGEN может изготовить различные варианты термоэлектрических генераторных модулей (батарей) по различным технологиям и под различные условия эксплуатации: от РИТЭГ до керосиновых ламп-генераторов. Это могут быть низкотемпературные генераторные модули и среднетемпературные генераторные модули. Напряжение, тепловой поток и другие параметры батареи делаются под поставленную задачу. Поскольку конструкция генераторного модуля наборная — он состоит из термоэлектрических батареей, то изменяя количество батарей и их высоту можно варьировать как напряжением и мощностью, так и тепловым потоком через термоэлектрический генераторный среднетемпературный и низкотемпературный модуль.

Ниже приведен пример одной из модификаций модулей, используемых для газовых генераторов Телген.

Среднетемпературный термоэлектрический генераторный модуль серии TELGEN

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Р-ветвь – теллурид германия

N-ветвь – теллурид свинца

Плотность теплового потока – 8 Вт/кв.см.

КПД – 6%

Температура холодного спая – 80°С

Температура горячего спая — 450°С

Напряжение – 3,5 В

Ток – 9 А

Мощность  номинальная (в генераторе) – 31 Вт

Мощность максимальная (на испытательном стенде) – 55 Вт

Ресурс – 20 лет

Габариты – 60х130х12

 

*Примечание: мощность термоэлектрического генераторного модуля зависит от мощности теплового потока, пропускаемого через него. На стенде возможно организовать существенно более высокие тепловые потоки по сравнению с реальным термоэлектрическим генератором. Поэтому указанные в паспортах для термоэлектрических модулей максимальные мощности реализовать в изделиях невозможно.