ترانسدیوسرهای حرارتی به الکتریکی

تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی حرارتی دارای بازده 100% است اما تبدیل حرارتی به هیچ نوع انرژی دارای راندمان بیشتر از %50 نمی باشد. دلیل این مطلب در قوانین ترمودینامیک خلاصه می شود و بر پایه این اصل قراردارد که مقدار گرمایی که در یک جسم وجود دارد مشخص نیست وهیچ گاه نمی توان تمامی این مقدار گرما را از جسم گرفت. هر تغییری از انرژی گرمایی به شکل دیگری از انرژی بایستی شامل مقداری ورودی انرژی گرمایی باشد که در دمای بالاتر توسط یک مبدل دریافت می شود و مقدار کمتری گرما که در دمای پایینتر به محیط تبدیل می دهد. بنابراین بازده نمی تواند بیشتر از حاصل تقسیم زیر باشد.

که در آن دما برحسب کلوین است و با توجه به این نکته که صفر کلوین منطبق بر نقطه دمای -0237.16C می باشد. از این معادله بر می آید که تنها در صورتی تبدیل به مقدار %100 انجام خواهد شد که مبدل گرمای خود را در OK دفع کند که عملا فرض نادرستی است. علاوه بر آن این معادله بیان می کند که هر قسمت دیگری از عملیات تبدیل با %100 کارایی انجام می شود.

فرآیند تبدیل از انرژی گرمایی به انرژی الکتریکی در مقیاس بزرگ به وسیله ورش تولیدبخار انجام می شود و جریان بخار باعث حرکت توربینهای متصل به ژنراتورها می شود. منبع انرژی گرمایی می تواند فعل وانفعالات هسته باشد. استفاده از روش توربین گازی مستقیم و ژنراتور هزینه بر است وتنها به منظور پشتیبانی نیروگاههای هسته ای وسوخت فسیلی ذغال سنگ از آن استفاده می شود.

یکی از فواید کارایی پایین کل عملیات می تواند قابل دسترس بودن مقادیر زیادی آب با دمای بین 40تا 60C است و در بعضی کشورها نیروگاههای تولید برق گرمای هدر رفته موجود در این آبها را تحت عنوان CHPترکیب توان وگرما به فروش می رسانند.

در کشورانگلیس همواره تاکید بر تولید برق سراسری و شبکه توزیع شده است ودر چنین شرایطی CHP به هیچوجه عملی نشده است. ایده ساخت یک نیروگاه کوچک هسته ای که الکتریسته وگرمای مورد نیاز یک شهر را بدهد ظاهرا تاکنون پیاده نشده است اما به عنوان یک گزینه اثر گذار بر جلوگیری از سوازندن نیمی از محتویات سیاره زمین می تواندن مورد توجه قرار گیرد.

در مقایسه با راندمان %40 درصدی که از یک نیروگاه خیلی بزرگ و باطراحی عالی ذغال سنگ به دست می آید راندمان تولید الکتریسته از همه دیگر انواع ترانسیدیوسرهای حرارتی پایین است. عملی ترین سیستمی که به این روش الکتریسته تولید می کرده استفاده از آرایه ترموکوپلها بوده که از هم بستن ترموکوپلها ایجاد می شده است. در این روش تولید الکتریسته به یک انتهای توموکوپل ولتاژ مورد نیاز تهیه می شود. در گذشته بعضی لوازم بدین صورت راه اندازی می شدند و نمونه آن گیرنده رادیویی گازی بود که اگر چه وسیله عامی نبوده ولی تا حدودی قابل استفاده بود مبدل میلنس MILNES یکی از موفق ترین این وسایل اولیه بود و در کارخانه ای واقع در TAY PORT ساخته می شد. اما راندمان نداشتند وحتی پیشرفته ترین محصول کاری دارای کارایی %10 نمی باشد. یکی از روشهایی که به منظور تبدیل انرژی خورشیدی تعقیب می شد استفاده از اصل انتشار گرمایی از یک کاتد گرم شده توسط نور کافی شده خورشید بود. در این روش تعداد زیادی از این واحدها به صورت سری به هم وصل می شدند تا ولتاژ مورد نظر به دست آید. اما این روش قابل اعتماد نیست زیرا به نورخورشید وابسته است. با توجه به اینکه نهایتا در استرالیا پیشنهاد جایگزینی واحدهای گرمایش خورشیدی با بویلرهای سوخت مایع شده است و با عنایت به اینکه اگر چنانچه گرمایش خورشیدی در استرالیا غیراقتصادی است. در کشورهای دیگری که کمتر آفتاب دارند به مراتب غیراقتصادی تر است.