Efecto Seebeck
Este libro ilustra las prácticas/directrices de funcionamiento y mantenimiento para la generación económica y la gestión de la salud de un generador de energía térmica más allá de su vida reglamentaria. El libro proporciona conocimientos a los profesionales que gestionan las operaciones de las centrales eléctricas, a través de su enfoque único del análisis químico del agua, el vapor, el aceite, etc., para identificar el mal funcionamiento/los defectos en los equipos/sistemas mucho antes de la manifestación física del problema. El libro también contiene un procedimiento detallado para llevar a cabo pruebas de evaluación del rendimiento en diferentes equipos, y para analizar los resultados de las pruebas con el fin de predecir los requisitos de mantenimiento, lo que ha dado una nueva dimensión a las prácticas de operación y mantenimiento de los sistemas de energía. El libro se enriquece con una serie de estudios de casos reales. Este libro resultará especialmente útil para los profesionales de la explotación de sistemas de energía en las economías en desarrollo, así como para los investigadores y estudiantes que participan en el estudio de la explotación y el control de los sistemas de energía.
Las centrales térmicas, al ser una industria muy intensiva en capital, necesitan operar con un alto factor de utilización durante todo el ciclo de vida de la planta para justificar su inversión. Este libro detalla diferentes prácticas de operación y mantenimiento de las centrales térmicas para ayudar a los futuros ingenieros como guía para la operación sostenible de una planta más allá de su ciclo de vida percibido.
Generador termoeléctrico
Figura 1: Fotografía de un prototipo de generador. El disco naranja brillante (izquierda) muestra la parte posterior del emisor calentado por resistencia; el borde amarillento del disco de la derecha muestra el reflejo del emisor brillante en la superficie del colector [6].
Figura 1: Fotografía de un prototipo de generador. El disco naranja brillante (izquierda) muestra la parte posterior del emisor calentado por resistencia; el borde amarillento del disco de la derecha muestra el reflejo del emisor brillante en la superficie del colector [6].
Los generadores termoiónicos [2] pueden funcionar con temperaturas de entrada extremadamente altas. Por lo tanto, podrían cerrar esta brecha y generar energía eléctrica con una eficiencia extraordinaria. Pueden considerarse dispositivos termoeléctricos que utilizan el vacío como material termoeléctrico [3]. Esto permite disminuir radicalmente la conducción parasitaria de calor desde el electrodo caliente al frío. La eficiencia del sistema se beneficia además de la alta temperatura de salida a la que pueden funcionar los generadores: el calor de salida puede utilizarse para impulsar motores mecánicos que funcionan en este rango de baja temperatura, cerca del límite de Carnot, aumentando la eficiencia total del sistema [4].
Refrigerador termoeléctrico
Un generador termoeléctrico (TEG), también llamado generador Seebeck, es un dispositivo de estado sólido que convierte el flujo de calor (diferencias de temperatura) directamente en energía eléctrica mediante un fenómeno llamado efecto Seebeck[1] (una forma de efecto termoeléctrico). Los generadores termoeléctricos funcionan como los motores térmicos, pero son menos voluminosos y no tienen piezas móviles. Sin embargo, los TEG suelen ser más caros y menos eficientes[2].
Los generadores termoeléctricos podrían utilizarse en centrales eléctricas para convertir el calor residual en energía eléctrica adicional y en automóviles como generadores termoeléctricos de automoción (GTA) para aumentar la eficiencia del combustible. Los generadores termoeléctricos radioisotópicos utilizan radioisótopos para generar la diferencia de temperatura necesaria para alimentar sondas espaciales[2].
En 1821, Thomas Johann Seebeck redescubrió que un gradiente térmico formado entre dos conductores distintos puede producir electricidad[3][4] En el centro del efecto termoeléctrico está el hecho de que un gradiente de temperatura en un material conductor da lugar a un flujo de calor; esto da lugar a la difusión de portadores de carga. El flujo de portadores de carga entre las regiones calientes y frías crea a su vez una diferencia de tensión. En 1834, Jean Charles Athanase Peltier descubrió el efecto inverso, es decir, que al hacer pasar una corriente eléctrica por la unión de dos conductores distintos, dependiendo de la dirección de la corriente, ésta podía actuar como calentador o enfriador[5].
Generador termoeléctrico inmersivo
Los generadores termoeléctricos de gas (GTEG) son fuentes de energía eléctrica de corriente continua independientes, de bajo coste de posesión y mantenimiento, que funcionan con combustión de gas natural, propano o mezcla de propano y butano. La termoelectricidad permite convertir directamente la energía térmica de la combustión del gas en energía eléctrica. Esta tecnología de estado sólido no requiere piezas mecánicas móviles y no produce desgaste mecánico. Puede aplicarse en cualquier lugar remoto donde no se disponga de líneas eléctricas tradicionales de corriente alterna y en el que haya presencia de combustible gaseoso. En la actualidad, los GTEG alimentan: – equipos de protección catódica de gasoductos, pozos, plataformas marinas, objetos críticos de la infraestructura de petróleo y gas según los requisitos de las normas NACE – medidores de consumo, detectores de gas, equipos de recopilación y transmisión de datos para la supervisión y el control remoto. El núcleo de los GTEGs es un módulo termoeléctrico herméticamente encapsulado, que contiene un conjunto de elementos semiconductores de materiales termoeléctricos de media temperatura. Los módulos termoeléctricos de temperatura media, creados originalmente para aplicaciones espaciales, garantizan la máxima fiabilidad y eficacia en el campo de los dispositivos termoeléctricos.