Термоэлектрический сбор энергии: основные принципы и применения

Сбор экологически чистой энергии направлен на снабжение электрических или электронных систем электроэнергией от одного или нескольких источников, присутствующих в окружающей среде, без подключения к электросети или использования батарей. К таким источникам относятся солнечная энергия (фотовольтаика), движение (кинетическая энергия), радиочастотная энергия и тепловая энергия (термоэлектричество). Технология термоэлектрического сбора энергии использует эффект Зеебека, который описывает преобразование температурного градиента в электрическую мощность на соединениях термоэлектрических элементов термоэлектрического генератора (ТЭГ). Это устройство представляет собой надежный и высокостабильный преобразователь энергии, предназначенный для выработки электроэнергии в приложениях, где тепло в противном случае рассеивалось бы. Растущий интерес к термоэлектрическому сбору энергии обусловлен разработкой новых термоэлектрических материалов и созданием новых устройств ТЭГ. Кроме того, устройства для термоэлектрического сбора энергии применяются для утилизации бросового тепла в микромасштабных системах. Потенциальные области применения ТЭГ в качестве модулей для сбора энергии включают медицинские устройства, датчики, здания и бытовую электронику. В этой главе представлен обзор фундаментальных принципов термоэлектрического сбора энергии и его применений в маломощных устройствах.