مولد ترموالکتریک

مولدهای ترموالکتریک ابزارهای حالت جامد هستند که گرما را به الکتریسیته تبدیل می کنند. برعکس موتورهای حرارتی معمول، مولدهای ترموالکتریک دارای اجزای متحرک نبوده و کاملاً بی صدا می باشند. این مولدها به مدت حدود سی سال به طور قابل اعتمادی استفاده شده اند. در مقایسه با موتورهای حرارتی معمول، این مولدها بازده کمتری دارند ولی برای کاربردهای کوچکتر مولدهای ترمو الکتریک به دلیل کم حجم بودن و ارزان و قابل اندازه گیری بودن مفیدتر خواهند بود. سیستم های ترموالکتریک می توانند به راحتی برای منابع گرمایی کوچک و اختلاف های کوچک دمایی طراحی شوند. این مولدها می توانند برای بازیابی گرمای اتلاف شونده در خانه ها به تولید انبوه برسند. نوع کوچکتر این مولدها می تواند برای تولید نیروی لازم برای ساعت های مچی از طریق گرمای بدن استفاده شود. [ ۱]
یک مولد ترمودینانیک نیروی الکتریکی را از طریق جریان گرما مابین دو نقطه با دمای متفاوت، تولید می کند. با جریان یافتن گرما از سمت منبع گرم به سرد، حاملان بار آزاد ( الکترون ها یا حفره ها ) موجود در ماده نیز به سمت قسمت سرد رانده می شوند. ولتاژ ایجاد شده ( V ) با اختلاف دما ( ΔT ) از طریق ضریب سیبِک ( α ) متناسب است ( V = αΔT ) . با اتصال یک ماده الکترون رسانا ( نیمه رسانای نوع n ) و یک ماده حفره رسانا ( نیمه رسانای نوع p ) به طور سری ولتاژی به دست می آید که می تواند توان کوچکی ایجاد کند. یک ماده ترمودینانیک خوب ضریب سیبک بین ۱۰۰ تا µV/K300 دارد؛ بنابراین به منظور ایجاد ولتاژی کوچک چندین جفت ماده ترموالکتریک باید به طور سری به هم وصل شوند تا یک مولد ترموالکتریک ساخته شود. یک مولد ترموالکتریک گرمای ( Q ) را به توان الکتریکی ( p ) با بازده η طبق رابطه زیر تبدیل می کند.
p = η. Q