ऊष्मीय ऊर्जा का उच्च दक्षता के साथ विद्युत ऊर्जा में रूपांतरण: विधियां और उपकरण

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-17 18:52

ऊष्मीय ऊर्जा मानव गतिविधि में एक विशेष स्थान रखती है, क्योंकि इसका उपयोग अर्थव्यवस्था के सभी क्षेत्रों में किया जाता है, अधिकांश औद्योगिक प्रक्रियाओं और लोगों की आजीविका के साथ होता है। ज्यादातर मामलों में, बेकार गर्मी अपरिवर्तनीय रूप से और बिना किसी आर्थिक लाभ के खो जाती है। यह खोया हुआ संसाधन अब किसी भी चीज़ का नहीं है, इसलिए इसका पुन: उपयोग करने से ऊर्जा संकट को कम करने और पर्यावरण की रक्षा करने में मदद मिलेगी। इसलिए, गर्मी को विद्युत ऊर्जा में बदलने और बेकार गर्मी को बिजली में बदलने के नए तरीके आज पहले से कहीं अधिक प्रासंगिक हैं।

बिजली उत्पादन के प्रकार

प्राकृतिक ऊर्जा स्रोतों को बिजली, गर्मी या गतिज ऊर्जा में बदलने के लिए अधिकतम दक्षता की आवश्यकता होती है, विशेष रूप से गैस और कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों में, CO2 उत्सर्जन को कम करने के लिए_{2। कन्वर्ट करने के कई तरीके हैंप्राथमिक ऊर्जा के प्रकारों के आधार पर तापीय ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में।}

ऊर्जा संसाधनों में, कोयले और प्राकृतिक गैस का उपयोग दहन (थर्मल ऊर्जा) द्वारा बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जाता है, और यूरेनियम परमाणु विखंडन (परमाणु ऊर्जा) द्वारा भाप टरबाइन को चालू करने के लिए भाप शक्ति का उपयोग करने के लिए किया जाता है। 2017 के लिए शीर्ष दस बिजली उत्पादक देशों को फोटो में दिखाया गया है।

ऊष्मीय ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलने के लिए मौजूदा प्रणालियों की दक्षता की तालिका।

	तापीय ऊर्जा से बिजली का उत्पादन	दक्षता, %
1	थर्मल पावर प्लांट, सीएचपी प्लांट	32
2	परमाणु संयंत्र, परमाणु ऊर्जा संयंत्र	80
3	संघनक विद्युत संयंत्र, आईईएस	40
4	गैस टर्बाइन पावर प्लांट, जीटीपीपी	60
5	थर्मियोनिक ट्रांसड्यूसर, टीईसी	40
6	थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर	7
7	सीएचपी के साथ एमएचडी पावर जेनरेटर	60

ऊष्मीय ऊर्जा को परिवर्तित करने के लिए एक विधि का चयनविद्युत और इसकी आर्थिक व्यवहार्यता ऊर्जा की आवश्यकता, प्राकृतिक ईंधन की उपलब्धता और निर्माण स्थल की पर्याप्तता पर निर्भर करती है। दुनिया भर में उत्पादन का प्रकार भिन्न होता है, जिसके परिणामस्वरूप बिजली की कीमतों की एक विस्तृत श्रृंखला होती है।

पारंपरिक विद्युत ऊर्जा उद्योग की समस्याएं

ऊष्मीय ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने की तकनीक, जैसे कि थर्मल पावर प्लांट, परमाणु ऊर्जा संयंत्र, IES, गैस टरबाइन पावर प्लांट, थर्मल पावर प्लांट, थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर, MHD जनरेटर के अलग-अलग फायदे और नुकसान हैं। इलेक्ट्रिक पावर रिसर्च इंस्टीट्यूट (ईपीआरआई) प्राकृतिक ऊर्जा उत्पादन प्रौद्योगिकियों के पेशेवरों और विपक्षों को दिखाता है, जैसे निर्माण और बिजली की लागत, भूमि, पानी की आवश्यकताओं, सीओ उत्सर्जन_{2, जैसे महत्वपूर्ण कारकों को देखते हुए। अपशिष्ट, सामर्थ्य और लचीलापन।}

ईपीआरआई के परिणाम इस बात पर प्रकाश डालते हैं कि बिजली उत्पादन प्रौद्योगिकियों पर विचार करते समय कोई एक आकार-फिट-सभी दृष्टिकोण नहीं है, फिर भी प्राकृतिक गैस अभी भी अधिक लाभान्वित है क्योंकि यह निर्माण के लिए सस्ती है, बिजली की कम लागत है, इससे कम उत्सर्जन उत्पन्न होता है कोयला। हालांकि, सभी देशों के पास प्रचुर मात्रा में और सस्ती प्राकृतिक गैस तक पहुंच नहीं है। कुछ मामलों में, भू-राजनीतिक तनाव के कारण प्राकृतिक गैस तक पहुंच खतरे में है, जैसा कि पूर्वी यूरोप और कुछ पश्चिमी यूरोपीय देशों में हुआ था।

नवीकरणीय ऊर्जा प्रौद्योगिकियां जैसे पवनटर्बाइन, सौर फोटोवोल्टिक मॉड्यूल उत्सर्जन बिजली का उत्पादन करते हैं। हालांकि, उन्हें बहुत अधिक भूमि की आवश्यकता होती है, और उनकी प्रभावशीलता के परिणाम अस्थिर होते हैं और मौसम पर निर्भर करते हैं। गर्मी का मुख्य स्रोत कोयला सबसे अधिक समस्याग्रस्त है। यह CO2 उत्सर्जन करता है_{2, शीतलक को ठंडा करने के लिए बहुत सारे स्वच्छ पानी की आवश्यकता होती है और स्टेशन के निर्माण के लिए एक बड़े क्षेत्र पर कब्जा कर लेता है।}

नई तकनीकों का उद्देश्य बिजली उत्पादन प्रौद्योगिकियों से जुड़ी कई समस्याओं को कम करना है। उदाहरण के लिए, एक बैकअप बैटरी के साथ संयुक्त गैस टर्बाइन ईंधन को जलाए बिना आकस्मिक बैकअप प्रदान करते हैं, और बड़े पैमाने पर किफायती ऊर्जा भंडारण बनाकर अस्थायी नवीकरणीय संसाधन समस्याओं को कम किया जा सकता है। इस प्रकार, आज थर्मल ऊर्जा को बिजली में बदलने का कोई एक सही तरीका नहीं है, जो न्यूनतम पर्यावरणीय प्रभाव के साथ विश्वसनीय और लागत प्रभावी बिजली प्रदान कर सके।

थर्मल पावर प्लांट

एक ताप विद्युत संयंत्र में, ठोस ईंधन (मुख्य रूप से कोयला) को जलाकर गर्म पानी से प्राप्त उच्च दबाव और उच्च तापमान भाप, एक जनरेटर से जुड़े टर्बाइन को घुमाती है। इस प्रकार, यह अपनी गतिज ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। थर्मल पावर प्लांट के ऑपरेटिंग घटक:

1. गैस भट्टी के साथ बॉयलर।
2. भाप टरबाइन।
3. जेनरेटर।
4. संधारित्र।
5. कूलिंग टावर।
6. पानी के पंप को घुमाना।
7. फ़ीड पंपबायलर में पानी।
8. जबरन निकास पंखे।
9. विभाजक।

थर्मल पावर प्लांट का विशिष्ट आरेख नीचे दिखाया गया है।

वाष्प बॉयलर का उपयोग पानी को भाप में बदलने के लिए किया जाता है। यह प्रक्रिया ईंधन के दहन से हीटिंग के साथ पाइप में पानी गर्म करके की जाती है। बाहर से हवा की आपूर्ति के साथ ईंधन दहन कक्ष में दहन प्रक्रियाएं लगातार की जाती हैं।

स्टीम टर्बाइन जनरेटर चलाने के लिए भाप ऊर्जा को स्थानांतरित करता है। उच्च दबाव और तापमान के साथ भाप शाफ्ट पर लगे टरबाइन ब्लेड को धक्का देती है ताकि वह घूमना शुरू कर दे। इस मामले में, टरबाइन में प्रवेश करने वाले सुपरहीटेड स्टीम के मापदंडों को संतृप्त अवस्था में कम कर दिया जाता है। संतृप्त भाप कंडेनसर में प्रवेश करती है, और रोटरी पावर का उपयोग जनरेटर को घुमाने के लिए किया जाता है, जो करंट पैदा करता है। आज लगभग सभी भाप टर्बाइन कंडेनसर प्रकार के हैं।

कंडेनसर भाप को पानी में बदलने के लिए उपकरण हैं। पाइप के बाहर भाप बहती है और पाइप के अंदर ठंडा पानी बहता है। इस डिजाइन को सतह संधारित्र कहा जाता है। गर्मी हस्तांतरण की दर ठंडे पानी के प्रवाह, पाइपों के सतह क्षेत्र और जल वाष्प और ठंडा पानी के बीच तापमान अंतर पर निर्भर करती है। जल वाष्प परिवर्तन प्रक्रिया संतृप्त दबाव और तापमान के तहत होती है, इस मामले में कंडेनसर वैक्यूम के अधीन होता है, क्योंकि ठंडा पानी का तापमान बाहरी तापमान के बराबर होता है, घनीभूत पानी का अधिकतम तापमान बाहरी तापमान के करीब होता है।

जनरेटर यांत्रिक को परिवर्तित करता हैबिजली में ऊर्जा। जनरेटर में एक स्टेटर और एक रोटर होता है। स्टेटर में एक आवास होता है जिसमें कॉइल होते हैं, और चुंबकीय क्षेत्र रोटरी स्टेशन में एक कोर होता है जिसमें कॉइल होता है।

उत्पादित ऊर्जा के प्रकार के अनुसार, टीपीपी को संघनक आईईएस में विभाजित किया जाता है, जो बिजली और संयुक्त ताप और बिजली संयंत्रों का उत्पादन करते हैं, जो संयुक्त रूप से गर्मी (भाप और गर्म पानी) और बिजली का उत्पादन करते हैं। उत्तरार्द्ध में उच्च दक्षता के साथ तापीय ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलने की क्षमता है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र

परमाणु ऊर्जा संयंत्र परमाणु विखंडन के दौरान निकलने वाली गर्मी का उपयोग पानी को गर्म करने और भाप बनाने के लिए करते हैं। भाप का उपयोग बिजली उत्पन्न करने वाले बड़े टर्बाइनों को चालू करने के लिए किया जाता है। विखंडन में, परमाणु विभाजित होकर छोटे परमाणु बनाते हैं, जिससे ऊर्जा निकलती है। प्रक्रिया रिएक्टर के अंदर होती है। इसके केंद्र में यूरेनियम 235 युक्त एक कोर है। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए ईंधन यूरेनियम से प्राप्त किया जाता है, जिसमें आइसोटोप 235U (0.7%) और गैर-विखंडन 238U (99.3%) होता है।

परमाणु ईंधन चक्र परमाणु ऊर्जा रिएक्टरों में यूरेनियम से बिजली के उत्पादन में शामिल औद्योगिक कदमों की एक श्रृंखला है। यूरेनियम एक अपेक्षाकृत सामान्य तत्व है जो पूरी दुनिया में पाया जाता है। इसे कई देशों में खनन किया जाता है और ईंधन के रूप में इस्तेमाल करने से पहले संसाधित किया जाता है।

बिजली के उत्पादन से संबंधित गतिविधियों को सामूहिक रूप से परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में तापीय ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलने के लिए परमाणु ईंधन चक्र के रूप में संदर्भित किया जाता है। नाभिकीयईंधन चक्र यूरेनियम खनन से शुरू होता है और परमाणु अपशिष्ट निपटान के साथ समाप्त होता है। परमाणु ऊर्जा के विकल्प के रूप में प्रयुक्त ईंधन को पुन: संसाधित करते समय, इसके चरण एक वास्तविक चक्र बनाते हैं।

यूरेनियम-प्लूटोनियम ईंधन चक्र

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में उपयोग के लिए ईंधन तैयार करने के लिए, ईंधन तत्वों के निष्कर्षण, प्रसंस्करण, रूपांतरण, संवर्धन और उत्पादन के लिए प्रक्रियाएं की जाती हैं। ईंधन चक्र:

1. यूरेनियम 235 बर्नअप।
2. स्लैग - 235यू और (239पु, 241पु) 238यू से।
3. 235U के क्षय के दौरान, इसकी खपत कम हो जाती है, और बिजली पैदा करते समय 238U से आइसोटोप प्राप्त होते हैं।

VVR के लिए फ्यूल रॉड्स की लागत उत्पन्न बिजली की लागत का लगभग 20% है।

एक रिएक्टर में यूरेनियम के लगभग तीन साल बिताने के बाद, इस्तेमाल किया जाने वाला ईंधन उपयोग की एक और प्रक्रिया से गुजर सकता है, जिसमें अपशिष्ट निपटान से पहले अस्थायी भंडारण, पुनर्प्रसंस्करण और पुनर्चक्रण शामिल है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र तापीय ऊर्जा का विद्युत ऊर्जा में प्रत्यक्ष रूपांतरण प्रदान करते हैं। रिएक्टर कोर में परमाणु विखंडन के दौरान जारी गर्मी का उपयोग पानी को भाप में बदलने के लिए किया जाता है, जो भाप टरबाइन के ब्लेड को घुमाता है, जिससे बिजली पैदा करने के लिए जनरेटर चलाए जाते हैं।

एक कूलिंग टॉवर नामक बिजली संयंत्र में एक अलग संरचना में पानी में बदलकर भाप को ठंडा किया जाता है, जो भाप बिजली सर्किट के स्वच्छ पानी को ठंडा करने के लिए तालाबों, नदियों या समुद्र के पानी का उपयोग करता है। ठंडा पानी फिर भाप पैदा करने के लिए पुन: उपयोग किया जाता है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में बिजली उत्पादन का हिस्सा, के संबंध मेंकुछ देशों और दुनिया के संदर्भ में उनके विभिन्न प्रकार के संसाधनों के उत्पादन का समग्र संतुलन - नीचे दिए गए फोटो में।

गैस टर्बाइन पावर प्लांट

गैस टर्बाइन पावर प्लांट के संचालन का सिद्धांत स्टीम टर्बाइन पावर प्लांट के समान है। अंतर केवल इतना है कि एक भाप टरबाइन बिजली संयंत्र टरबाइन को चालू करने के लिए संपीड़ित भाप का उपयोग करता है, जबकि एक गैस टरबाइन बिजली संयंत्र गैस का उपयोग करता है।

आइए गैस टरबाइन पावर प्लांट में तापीय ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलने के सिद्धांत पर विचार करें।

गैस टर्बाइन पावर प्लांट में, कंप्रेसर में हवा को संपीड़ित किया जाता है। फिर यह संपीड़ित हवा दहन कक्ष से गुजरती है, जहां गैस-वायु मिश्रण बनता है, संपीड़ित हवा का तापमान बढ़ जाता है। यह उच्च तापमान, उच्च दबाव मिश्रण गैस टरबाइन के माध्यम से पारित किया जाता है। टरबाइन में, यह तेजी से फैलता है, टरबाइन को घुमाने के लिए पर्याप्त गतिज ऊर्जा प्राप्त करता है।

गैस टर्बाइन पावर प्लांट में टर्बाइन शाफ्ट, अल्टरनेटर और एयर कंप्रेसर आम हैं। टर्बाइन में उत्पन्न यांत्रिक ऊर्जा का आंशिक रूप से हवा को संपीड़ित करने के लिए उपयोग किया जाता है। गैस टरबाइन बिजली संयंत्रों को अक्सर जलविद्युत ऊर्जा संयंत्रों के लिए बैक-अप सहायक ऊर्जा आपूर्तिकर्ता के रूप में उपयोग किया जाता है। यह जलविद्युत संयंत्र के प्रारंभ होने के दौरान सहायक शक्ति उत्पन्न करता है।

गैस टर्बाइन पावर प्लांट के फायदे और नुकसान

डिजाइनगैस टरबाइन पावर प्लांट स्टीम टर्बाइन पावर प्लांट की तुलना में बहुत सरल है। गैस टरबाइन पावर प्लांट का आकार स्टीम टर्बाइन पावर प्लांट से छोटा होता है। गैस टरबाइन बिजली संयंत्र में कोई बॉयलर घटक नहीं होता है और इसलिए यह प्रणाली कम जटिल होती है। कोई भाप, कोई कंडेनसर या कूलिंग टावर की आवश्यकता नहीं है।

शक्तिशाली गैस टरबाइन बिजली संयंत्रों का डिजाइन और निर्माण बहुत आसान और सस्ता है, पूंजी और परिचालन लागत एक समान भाप टरबाइन बिजली संयंत्र की लागत से काफी कम है।

स्टीम टर्बाइन पावर प्लांट की तुलना में गैस टरबाइन पावर प्लांट में स्थायी नुकसान काफी कम होता है, क्योंकि स्टीम टर्बाइन में बॉयलर पावर प्लांट को लगातार काम करना चाहिए, तब भी जब सिस्टम नेटवर्क को लोड की आपूर्ति नहीं कर रहा हो।. एक गैस टरबाइन बिजली संयंत्र लगभग तुरंत शुरू किया जा सकता है।

गैस टर्बाइन पावर प्लांट के नुकसान:

1. टरबाइन में उत्पन्न यांत्रिक ऊर्जा का उपयोग एयर कंप्रेसर को चलाने के लिए भी किया जाता है।
2. चूंकि टर्बाइन में उत्पन्न अधिकांश यांत्रिक ऊर्जा का उपयोग एयर कंप्रेसर को चलाने के लिए किया जाता है, गैस टरबाइन पावर प्लांट की समग्र दक्षता एक समान स्टीम टर्बाइन पावर प्लांट जितनी अधिक नहीं होती है।
3. गैस टर्बाइन पावर प्लांट में निकलने वाली गैसें बॉयलर से बहुत अलग होती हैं।
4. टरबाइन की वास्तविक शुरुआत से पहले, हवा को पूर्व-संपीड़ित किया जाना चाहिए, जिसके लिए गैस टरबाइन पावर प्लांट शुरू करने के लिए एक अतिरिक्त शक्ति स्रोत की आवश्यकता होती है।
5. गैस का तापमान काफी अधिक हैगैस टरबाइन बिजली संयंत्र। इसका परिणाम एक समान स्टीम टर्बाइन की तुलना में कम सिस्टम जीवन में होता है।

इसकी कम दक्षता के कारण, गैस टरबाइन बिजली संयंत्र का उपयोग व्यावसायिक बिजली उत्पादन के लिए नहीं किया जा सकता है, इसका उपयोग आमतौर पर अन्य पारंपरिक बिजली संयंत्रों जैसे कि जलविद्युत बिजली संयंत्रों को सहायक बिजली की आपूर्ति के लिए किया जाता है।

थर्मियोनिक कन्वर्टर्स

उन्हें थर्मिओनिक जनरेटर या थर्मोइलेक्ट्रिक मोटर भी कहा जाता है, जो तापीय उत्सर्जन का उपयोग करके सीधे गर्मी को बिजली में परिवर्तित करते हैं। ऊष्मीय विकिरण के रूप में जानी जाने वाली तापमान-प्रेरित इलेक्ट्रॉन प्रवाह प्रक्रिया के माध्यम से तापीय ऊर्जा को बहुत उच्च दक्षता पर विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है।

थर्मियोनिक ऊर्जा कन्वर्टर्स के संचालन का मूल सिद्धांत यह है कि इलेक्ट्रॉन एक गर्म कैथोड की सतह से निर्वात में वाष्पित हो जाते हैं और फिर एक ठंडे एनोड पर संघनित हो जाते हैं। 1957 में पहले व्यावहारिक प्रदर्शन के बाद से, थर्मोनिक पावर कन्वर्टर्स का उपयोग विभिन्न प्रकार के ताप स्रोतों के साथ किया गया है, लेकिन उन सभी को उच्च तापमान पर संचालन की आवश्यकता होती है - 1500 K से ऊपर। अपेक्षाकृत कम तापमान (700 K -) पर थर्मोनिक पावर कन्वर्टर्स का संचालन। 900 के) संभव है, प्रक्रिया की दक्षता, जो आमतौर पर > 50% है, काफी कम हो जाती है क्योंकि कैथोड से प्रति इकाई क्षेत्र में उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों की संख्या हीटिंग तापमान पर निर्भर करती है।

पारंपरिक कैथोड सामग्री जैसे. के लिएधातुओं और अर्धचालकों की तरह, उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों की संख्या कैथोड तापमान के वर्ग के समानुपाती होती है। हालांकि, हाल के एक अध्ययन से पता चलता है कि गर्म कैथोड के रूप में ग्राफीन का उपयोग करके गर्मी के तापमान को परिमाण के क्रम से कम किया जा सकता है। प्राप्त आंकड़ों से पता चलता है कि 900 K पर काम करने वाला एक ग्राफीन-आधारित कैथोड थर्मोनिक कनवर्टर 45% की दक्षता प्राप्त कर सकता है।

फोटो में इलेक्ट्रॉन थर्मोनिक उत्सर्जन की प्रक्रिया का योजनाबद्ध आरेख दिखाया गया है।

ग्राफीन पर आधारित TIC, जहां Tc और Ta क्रमशः कैथोड का तापमान और एनोड का तापमान हैं। ऊष्मीय उत्सर्जन के नए तंत्र के आधार पर, शोधकर्ताओं का सुझाव है कि ग्राफीन आधारित कैथोड ऊर्जा कनवर्टर औद्योगिक अपशिष्ट गर्मी के पुनर्चक्रण में अपना आवेदन पा सकता है, जो अक्सर 700 से 900 K के तापमान सीमा तक पहुंचता है।

लिआंग और इंग्लैंड द्वारा पेश किया गया नया मॉडल ग्राफीन आधारित पावर कन्वर्टर डिजाइन को फायदा पहुंचा सकता है। सॉलिड स्टेट पावर कन्वर्टर्स, जो मुख्य रूप से थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर हैं, आमतौर पर कम तापमान रेंज (7% से कम दक्षता) में अक्षमता से काम करते हैं।

थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर

इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए नवीन तरीकों के साथ आने वाले शोधकर्ताओं और वैज्ञानिकों के लिए अपशिष्ट ऊर्जा का पुनर्चक्रण एक लोकप्रिय लक्ष्य बन गया है। सबसे आशाजनक क्षेत्रों में से एक नैनो तकनीक पर आधारित थर्मोइलेक्ट्रिक उपकरण हैं, जोऊर्जा बचाने के लिए एक नए दृष्टिकोण की तरह दिखें। पेल्टियर प्रभाव के आधार पर ऊष्मा का बिजली या बिजली में सीधे रूपांतरण को थर्मोइलेक्ट्रिसिटी के रूप में जाना जाता है। सटीक होने के लिए, प्रभाव का नाम दो भौतिकविदों - जीन पेल्टियर और थॉमस सीबेक के नाम पर रखा गया है।

पेल्टियर ने पाया कि दो जंक्शनों पर जुड़े दो अलग-अलग विद्युत कंडक्टरों को भेजे गए करंट से एक जंक्शन गर्म हो जाएगा जबकि दूसरा जंक्शन ठंडा हो जाएगा। पेल्टियर ने अपना शोध जारी रखा और पाया कि बिस्मथ-एंटीमोनी (BiSb) जंक्शन पर केवल करंट को बदलकर पानी की एक बूंद को जमने के लिए बनाया जा सकता है। पेल्टियर ने यह भी पाया कि जब विभिन्न कंडक्टरों के जंक्शन पर तापमान अंतर रखा जाता है तो विद्युत प्रवाह प्रवाहित हो सकता है।

थर्मोइलेक्ट्रिसिटी बिजली का एक बेहद दिलचस्प स्रोत है क्योंकि इसकी गर्मी के प्रवाह को सीधे बिजली में बदलने की क्षमता है। यह एक ऊर्जा कनवर्टर है जो अत्यधिक स्केलेबल है और इसमें कोई हिलता हुआ भाग या तरल ईंधन नहीं है, जिससे यह लगभग किसी भी स्थिति के लिए उपयुक्त हो जाता है जहां कपड़ों से लेकर बड़ी औद्योगिक सुविधाओं तक बहुत अधिक गर्मी बर्बाद हो जाती है।

अर्धचालक थर्मोकपल सामग्री में प्रयुक्त नैनोस्ट्रक्चर अच्छी विद्युत चालकता बनाए रखने और तापीय चालकता को कम करने में मदद करेंगे। इस प्रकार, नैनोटेक्नोलॉजी पर आधारित सामग्रियों के उपयोग के माध्यम से थर्मोइलेक्ट्रिक उपकरणों के प्रदर्शन को बढ़ाया जा सकता हैपेल्टियर प्रभाव का उपयोग करना। उन्होंने थर्मोइलेक्ट्रिक गुणों और सौर ऊर्जा की अच्छी अवशोषण क्षमता में सुधार किया है।

थर्मोइलेक्ट्रिसिटी का अनुप्रयोग:

1. ऊर्जा प्रदाता और सेंसर रेंज में।
2. एक जलता हुआ तेल का दीपक जो रिमोट संचार के लिए वायरलेस रिसीवर को नियंत्रित करता है।
3. छोटे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों जैसे एमपी3 प्लेयर, डिजिटल घड़ियां, जीपीएस/जीएसएम चिप्स और शरीर की गर्मी के साथ आवेग मीटर लगाना।
4. लक्जरी कारों में फास्ट कूलिंग सीटें।
5. वाहनों में बेकार गर्मी को बिजली में बदलकर साफ करें।
6. कारखानों या औद्योगिक सुविधाओं से अपशिष्ट गर्मी को अतिरिक्त बिजली में बदलना।
7. बिजली उत्पादन के लिए फोटोवोल्टिक कोशिकाओं की तुलना में सौर थर्मोइलेक्ट्रिक्स अधिक कुशल हो सकते हैं, खासकर कम धूप वाले क्षेत्रों में।

एमएचडी बिजली जनरेटर

मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक पावर जनरेटर एक गतिशील तरल पदार्थ (आमतौर पर एक आयनित गैस या प्लाज्मा) और एक चुंबकीय क्षेत्र की बातचीत के माध्यम से बिजली उत्पन्न करते हैं। 1970 से, एमएचडी अनुसंधान कार्यक्रम कई देशों में किए गए हैं, जिनमें ईंधन के रूप में कोयले के उपयोग पर विशेष ध्यान दिया गया है।

एमएचडी प्रौद्योगिकी पीढ़ी का अंतर्निहित सिद्धांत सुरुचिपूर्ण है। आमतौर पर, विद्युत प्रवाहकीय गैस जीवाश्म ईंधन को जलाने से उच्च दबाव में उत्पन्न होती है। फिर गैस को एक चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से निर्देशित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक इलेक्ट्रोमोटिव बल इसके अंदर प्रेरण के नियम के अनुसार कार्य करता हैफैराडे (19वीं सदी के अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी और रसायनज्ञ माइकल फैराडे के नाम पर)।

MHD सिस्टम एक हीट इंजन है जिसमें पारंपरिक गैस टरबाइन जनरेटर की तरह ही उच्च से निम्न दबाव तक गैस का विस्तार शामिल है। एमएचडी प्रणाली में, गैस की गतिज ऊर्जा को सीधे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है, क्योंकि इसे विस्तार करने की अनुमति है। एमएचडी उत्पन्न करने में रुचि शुरू में इस खोज से जगी थी कि एक चुंबकीय क्षेत्र के साथ प्लाज्मा की बातचीत एक घूर्णन यांत्रिक टरबाइन की तुलना में बहुत अधिक तापमान पर हो सकती है।

हीट इंजन में दक्षता के मामले में सीमित प्रदर्शन 19वीं शताब्दी की शुरुआत में फ्रांसीसी इंजीनियर साडी कार्नोट द्वारा निर्धारित किया गया था। इसके आयतन के प्रत्येक घन मीटर के लिए एक MHD जनरेटर की उत्पादन शक्ति गैस चालकता उत्पाद, गैस वेग के वर्ग और चुंबकीय क्षेत्र की ताकत के वर्ग के समानुपाती होती है जिससे गैस गुजरती है। MHD जनरेटर के लिए अच्छे प्रदर्शन और उचित भौतिक आयामों के साथ प्रतिस्पर्धात्मक रूप से संचालित करने के लिए, प्लाज्मा की विद्युत चालकता 1800 K (लगभग 1500 C या 2800 F) से ऊपर के तापमान रेंज में होनी चाहिए।

एमएचडी जनरेटर के प्रकार का चुनाव उपयोग किए गए ईंधन और अनुप्रयोग पर निर्भर करता है। दुनिया के कई देशों में प्रचुर मात्रा में कोयला भंडार बिजली उत्पादन के लिए एमएचडी कार्बन सिस्टम के विकास में योगदान करते हैं।