电能 TEG 的热电发生器
该材料讲述了热电发电机的工作原理及其应用领域。
现在绝大部分的电力是由火力发电厂生产的。通过燃烧化石燃料，发电机的涡轮机通过中间热载体（过热蒸汽）在电站启动。能源生产链复杂、危险且昂贵。但它允许您创建强大的单元来高效地产生电能（效率）。
有没有更容易将热能转化为电能的替代方案？物理学说是的。技术说，“还没有。”关于谁是对的，将热能转化为能量的困难是什么，本文的材料。自 1821 年以来，人们就知道了将热能直接转换为电流的方法，当时发现了热电现象，即今天所称的塞别科夫效应。
当两种不同金属的接触被加热时，导线末端会产生电位差，当它们闭合时，电流开始流过电路。物理学家很快意识到，电流的大小直接取决于材料的类型、金属冷热端的温差、金属的热导率和电阻。大的温差和高导热性会增加电流，而高导热性会削弱效果。
在长期尝试使用金属（包括贵金属）制造热电发电机 (TEG) 之后，这个想法被放弃了。金属具有低电阻，这使得可以将空间冷端和热端分开，但高导热性以及相应的来自外部的热流会降低元件的效率。由金属制成的 TEG 元件的最终效率不超过 1-2%。很长一段时间人们都忘记了这种影响，异种金属的连接点仅用于测量技术。这些是用于测量温度的熟悉的热电偶。
今天，第一台发电机的后代服务于地质学家、游客和偏远地区的居民。这种发电机的功率很小——从 2 到 20 瓦。更强大的（从 25 到 500 W）发电机安装在主要的天然气管道上，为工具提供动力或对管道进行阴极保护。 1千瓦或以上的发电机为气象站设备供电，但需要高温热源：例如燃气。
关于将放射性衰变的热量直接转化为电能的奇异发电机，范围太窄且信息太敏感，就不多说了。只知道太空中的个别卫星都装有这样的装置，为设备持续供电。
作为现代产品的一个例子，考虑 B25-12 型热发生器的参数……它的输出电功率在 12V 电压下为 25W。热区工作温度不超过400度，重量可达8.5公斤，售价约15000卢布。这种发电机（通常至少 2 台）与燃气锅炉一起用于空间加热。
根据相同的原理，更强大的 TEG 模型具有 200 瓦的功率。与供暖小屋的燃气锅炉一起，它们不仅为锅炉和水循环泵的自动化提供电力，还为家用电器和照明提供电力。
尽管 TEG 简单可靠（无移动部件），但尚未得到广泛采用。其原因是效率极低，即使使用半导体材料也不超过 5-7%。开发此类发电机的公司会小批量生产它们以供订购。缺乏大众需求导致产品价格高。
这种情况可能会随着热转换器新材料的出现而改变……但到目前为止，科学还没有什么值得吹嘘的：最好的 TEG 样品还没有设法通过 20% 的效率因子。在这种情况下，TEG宣称效率超过90%的广告宣传册看起来有些滑稽。也许是时候让科学家向热心的营销人员学习了？