مولد كهرباء يعمل بالتأثير الايوني الحراري

من خلال عملية تحويل الطاقة الحرارية إلى كهرباء باستخدام فكرة التأين الحراري thermionic فانه يمكن تحويل حرارة الشمس او أي مصدر حراري إلى كهرباء بكفاءة عالية. يعود التفكير في هذه التقنية لانتاج الكهرباء إلى ما يقارب نصف قرن الا ان كفاءة التحويل المنخفضة لهذه التقنية كانت حائل لاستخدامها بشكل واسع الا ان باحثين من المانيا تمكنوا من ابتكار تصميم جديد أطلقوا عليه اسم المولد الالكتروني الحراري thermoelectronic نشر في مجلة الطاقة المستدامة والمتجددة Journal of Renewable and Sustainable Energy.

newthermoele

مولد ايوني حراري قطره 3cm

تعتمد فكرة عمل مولدات التأين الحراري لانتاج الكهرباء على فرق درجات الحرارة بين صفيحتين معدنيتين أحدهما ساخنة والأخرى باردة. تتبخر الالكترونات او تطرد بواسطة الضوء من الصفيحة الساخنة وتصل إلى الصفيحة الباردة، حيث تتكثف. ينتج عن هذه العملية فرق في الشحنة بين الصفيحتين ويتولد فرق جهد بينهما يمكن استخدامه كمصدر للطاقة الكهربية بدون وجود أي أجزاء تتحرك ميكانيكيا. الا ان المشكلة تكمن في كفاءة الجهاز التي لم تزد عن 10% فقط والتوقعات من الحسابات النظرية انه بالإمكان الوصول إلى كفاءة 40%.

1-newthermoele

توضح هذه الصورة الصفيحة الساخنة اثناء عمل المولد

النماذج القديمة من مولدات التأين الحراري لم تكن فعالة من الناحية العملية بسبب مشكلة عرفت باسم مشكلة الشحنة والفراغ، حيث ان الشحنات السالبة لسحابة الالكترونات المغادرة من الصفيحة الساخنة تتنافر مع الكترونات أخرى ترغب في المغادرة أيضا وهذا يؤدي إلى قتل التيار الكهربي. تمكن مانهارت Mannhart وزميليه ستيفن مير Stefan Meir وكيرل ستيفونز Cyril Stephanos من التغلب على هذه المشكلة باستخدام مجال كهربي لسحب سحابة الشحنة السالبة بعيدا عن الصفيحة الساخنة، وهذا سمح للالكترونات من الانطلاق بحرية تجاه الصفيحة الباردة.

هذا الفيديو يوضح فكرة عمل مولد التأين الحراري للحصول على كهرباء

http://www.youtube.com/watch?v=K5GVrYcjBKs

ولمزيد من المعلومات يرجى الاطلاع على هذا الموضوع

http://en.wikipedia.org/wiki/Thermionic_converter

تعليقات

تعليقات