Чисто ламерский вопрос - Термоэлектрогенератор на эффекте Зеебека - максимальный КПД, или мощность. Опции

[syoma]

Чисто вопрос - а какой теоретически максимальный КПД можно достичь от термоэлектрогенератора на таком эффекте? Ну или отдаваемую мощность. Зависит ли она от качества материалов или технологии изготовления?
Это я по типу солнечных спрашиваю - там каждый год бьют рекорды КПД в лабораториях.

[Егоров]

3% обещают в идеальных условиях. Реально процента полтора.

[Tanya]

Чисто вопрос - а какой теоретически максимальный КПД можно достичь от термоэлектрогенератора на таком эффекте?

Теоретический КПД определяется термодинамикой, - как для любой тепловой машины.

[syoma]

Теоретический КПД определяется термодинамикой, - как для любой тепловой машины.

Т.е грубо говоря если я поставлю такой термогенератор между двумя идеально изолированными сосудами, так что теплообмен осуществляется только через термогенератор, каждый емкостью 1л и налью туда воды - в один с температурой 10°C, а в другой с температурой 50°С, то термогенератор должен выдавать электричество до тех пор, пока температура воды в сосудах не сравняется - т.е станет равна (50+10)/2=30°C. Правильно?
При этом учитывая теплоемкость воды 4200 Дж/°K*л, один сосуд передаст другому 4200 * 20 * 1 = 84кДж энергии.
Вопрос - а откуда тогда при этом заберет энергию термогенератор и сколько конкретно? Что, конечная температура воды будет меньше 30°C?

[Corner]

Т.е грубо говоря если я поставлю такой термогенератор между двумя идеально изолированными сосудами, так что теплообмен осуществляется только через термогенератор, каждый емкостью 1л и налью туда воды - в один с температурой 10°C, а в другой с температурой 50°С, то термогенератор должен выдавать электричество до тех пор, пока температура воды в сосудах не сравняется - т.е станет равна (50+10)/2=30°C. Правильно?
При этом учитывая теплоемкость воды 4200 Дж/°K*л, один сосуд передаст другому 4200 * 20 * 1 = 84кДж энергии.
Вопрос - а откуда тогда при этом заберет энергию термогенератор и сколько конкретно? Что, конечная температура воды будет меньше 30°C?

Таких моделей есть придумано несколько. Во всех, формально, появляется энергия из ниоткуда или девается в никуда. Вот про попытки их воспроизвести что-то не слышно.

[Onkel]

Т.е грубо говоря если я поставлю такой термогенератор между двумя идеально изолированными сосудами, так что теплообмен осуществляется только через термогенератор, каждый емкостью 1л и налью туда воды - в один с температурой 10°C, а в другой с температурой 50°С, то термогенератор должен выдавать электричество до тех пор, пока температура воды в сосудах не сравняется - т.е станет равна (50+10)/2=30°C. Правильно?
При этом учитывая теплоемкость воды 4200 Дж/°K*л, один сосуд передаст другому 4200 * 20 * 1 = 84кДж энергии.
Вопрос - а откуда тогда при этом заберет энергию термогенератор и сколько конкретно? Что, конечная температура воды будет меньше 30°C?

да, у вас ведь подключенная к термобатарее нагрузка нагреется.
Вот график из "трудов" школьного кружка, нагрузка 12 Ом, мощность можно посчитать. Термобатарея TEC1-12706. По литературным данным кпд максимуму 3%.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[_pv]

При этом учитывая теплоемкость воды 4200 Дж/°K*л, один сосуд передаст другому 4200 * 20 * 1 = 84кДж энергии.
Вопрос - а откуда тогда при этом заберет энергию термогенератор и сколько конкретно? Что, конечная температура воды будет меньше 30°C?

так закон сохранения энергии никто не отменял пока, так что да, будет меньше.
считайте разница пошла что "нагрев" электронов чтобы забегали в цепи.
ну и КПД в несколько процентов, ограничен грубо говоря как dT/T термодинамикой,
плюс еще сам термогенератор не святой, имеет свою собственную "паразитную теплопроводность" плюс низкое напряжение термоЭДС чтобы во что-то полезное для народного хозяйства преобразовать не потеряв половину тоже постараться надо.
соответственно для комнатных температур можно рассчитывать на 2-3%.

[syoma]

так закон сохранения энергии никто не отменял пока, так что да, будет меньше.
считайте разница пошла что "нагрев" электронов sm.gif чтобы забегали в цепи.
ну и КПД в несколько процентов, ограничен грубо говоря как dT/T термодинамикой,
плюс еще сам термогенератор не святой, имеет свою собственную "паразитную теплопроводность" плюс низкое напряжение термоЭДС чтобы во что-то полезное для народного хозяйства преобразовать не потеряв половину тоже постараться надо.
соответственно для комнатных температур можно рассчитывать на 2-3%.

Ну так а теоретический КПД какой? Можно ли в теории все 84кДж превратить в электричество. Или только половину из этого - т.е 42кДж? Или сколько? Ну не 2-3% же?

[Tanya]

Ну так а теоретический КПД какой? Можно ли в теории все 84кДж превратить в электричество. Или только половину из этого - т.е 42кДж? Или сколько? Ну не 2-3% же?

Пост 3 читаем. Или сначала книжку по термодинамике. Там есть заветная формула. Придумал (обнародовал) ее Карно...
Все тепло превратить в полезную работу нельзя.

[syoma]

Ага, то есть если использовать теорему Карно КПД=1-Тх/Тн, то получаем 1-283/323=12%. Это правильно?

[_pv]

Ага, то есть если использовать теорему Карно КПД=1-Тх/Тн, то получаем 1-283/323=12%. Это правильно?

цикл Карно, он про два тела с постоянной температурой.
а если это два ведра воды с разной температурой и температура в обоих устаканивается со временем на середине, то и КПД будет поменьше,
думаю не сильно ошибусь если преположу что примерно в e раз.
ну и сам по себе элемент Пельтье несколько далёк от идеальной тепловой машины.

[Corner]

Проблема низкого напряжения решается просто. Соединяют несколько генераторов последовательно.

[Onkel]

Проблема низкого напряжения решается просто. Соединяют несколько генераторов последовательно.

решается, но не просто - генераторы, которые дают 10 мВ/К, уже состоят из сотни - другой элементов.