Термоэлектрический генератор: история и современность

Видео: Мичурин современности! Гений - садовод! Фролов Ю.А. в питомнике у профессора Агеева. Яблоневый Сад.

Задумывались ли вы когда-нибудь над тем, что обычная печь или газовая плита может не только давать тепло, но и быть источником электричества? Да что там, даже из обычного костра в турпоходе можно получить пусть маленькую, но порой очень нужную электроэнергию…

Как все начиналось

Устройство, благодаря которому возможны такие чудеса, известно под названием «термоэлектрический генератор». Родом он, как и все электрическое, из далекого ХІХ века. Как-то раз немецкий ученый Томас Зеебек решил провести эксперимент. Он взял два провода, изготовленных из разных металлов, и спаял их в замкнутое кольцо. Затем один конец спайки нагрел и увидел, что в кольце появился ток. Правда, открытие ученого оценили не сразу – ток был настолько мизерным, что его можно было применять разве что для измерения температуры. Что на протяжении ста лет и делали, применяя открытие Зеебека в так называемых термопарах.

Все изменилось спустя столетие, когда ученые стали интересоваться полупроводниками. В 1930-е годы советский физик А.Ф. Иоффе спаял в кольцо полупроводники и обнаружил, что ток вырабатывается вполне приличной силы. Полупроводниковые кольца надеваются на керосиновую лампу, словно воротник. Их внутренние концы получают тепло от лампы, прикасаясь к ее стеклу. Наружные концы охлаждаются благодаря большой поверхности ребер. Так термоэлектрический генератор получил более широкое применение. Его активно использовали в тех местах, где не было вообще никакого электричества. Например, в селах для питания радиоприемников. Пригодилось изобретение и на войне. Бесшумность генератора при работе позволила использовать его для питания полевых радиостанций.

Генератор с опасной начинкой

В ХХ веке идея получения электричества из тепловой энергии привела к появлению нового типа термоэлектрических генераторов, которые «разогреваются» радиоактивными элементами. Так называемый радиоизотопный термоэлектрический генератор в СССР использовался для питания прибрежных световых маяков. В США применяли такие генераторы для космических объектов. Топливом для ритэгов (сокращенное название устройств) служил стронций-90.

С одной стороны, такой термоэлектрический генератор долговечен, с другой – это источник огромной опасности. Особенно это стало ясно в современной России, где множество ритэгов на побережьях давно вышло из строя и теперь стоит без всякого надзора, являясь лакомым кусочком для собирателей металлолома. Поэтому от таких устройств стараются по возможности избавляться.

Видео: Военное дело

В походе и в промышленности

Но не все так плохо. В наше время термоэлектрический генератор стал востребованной вещью. Больше всего он, как и раньше, удобен в тех местах, где электричества не дождешься. Как правило, такие устройства компактны и пригодятся туристу в походе, моряку в рейсе, спасателю или охотнику. Источником тепла может служить обычный костер, на который ставят ковшик с водой, чтобы получить необходимый для генератора перепад температур. Энергии, полученной от устройства, хватает для того, чтобы зарядить мобильный телефон или ноутбук. Некоторые модели генераторов, например, ГТУ-12-12, выполнены в виде котелка, который можно просто подвесить над огнем.

Пользуются термоэлектрическими генераторами и в промышленных целях. Во время работы двигателя внутреннего сгорания или газовой турбины, как известно, выделяется немало тепла. Его и используют для получения электроэнергии, которую потом можно применять как угодно, а то и зарабатывать на ее продаже. Не оставляют и идею использования ядерного топлива в качестве источника тепла для генератора – в России и США уже разработаны соответствующие установки.

И наконец, как и раньше, можно собрать термоэлектрический генератор своими руками. По всемирной паутине гуляет масса обучающих видео и статей с подробным описанием последовательности сборки. Правда, главный элемент такого генератора – термоэлектрический модуль – все равно придется покупать. Но в целом такое устройство наверняка будет подешевле фирменных моделей.