Термопары вместо СБ?

[интересующийся]

А вот интересно: пробовали когда-нибудь использовать в качестве источника электроэнергии на КА термопару?
А что: на солнышке жарко, в тени очень холодно. Думаю, что разница минимум градусов 200 очень даже достижима без особых технических изысков. При такой разности температур, согласно справочникам, достижимы значения ЭДС до 50 мВ. А если таких термопар, да много-много. Очень даже удобно по сравнению с солнечными батареями: площадь гора-а-аздо меньше, парусности почти никакой, развертываемых конструкций практически не нужно и т.д. и т.п. А теоретически можно разместить спаи непосредственно в наружной оболочке КА (в соответствии с ориентацией).
Ну конечно сплавы для спаев дороговатистые, но кто ж в космосе деньги особо считает (тем более на заре космической эры).
Что скажете, эксперты? :wink:

[Дем]

Всё бы хорошо, только мощность на килограмм веса у них меньше...

[***]

Не знаю как с практическим применением на орбите, а вот различных экспериментальных установок для космического использонания наделали не мало. В МАИ есть (был?) интересный музейчик по энерго-силовым установкам - там различные вариации по данной тематике представлены достойно.

[L_Pt]

Ядерные установки Бук использовали термоэлектрические преобразователи, т.е. термопары. Однако они сильно проигрывают термоэмиссионным (Топаз).
Если же тепло брать от Солнца, а не от реактора...  КПД значительно меньше чем у фотоэлементов, соответственно площади нужны гораздо больше, почему автор решил что наоборот мне непонятно. И масса гораздо больше, их такими тонкими не сделать.

[интересующийся]

*** писал(а):

Не знаю как с практическим применением на орбите, а вот различных экспериментальных установок для космического использонания наделали не мало. В МАИ есть (был?) интересный музейчик по энерго-силовым установкам - там различные вариации по данной тематике представлены достойно.

А по-подробнее?
L_pt писал(а):

Если же тепло брать от Солнца, а не от реактора... КПД значительно меньше чем у фотоэлементов, соответственно площади нужны гораздо больше, почему автор решил что наоборот мне непонятно. И масса гораздо больше, их такими тонкими не сделать.

Дело в том, что в справочнике ни слова не сказано о площади поперечного сечения. Если предположить, допустим 1 кв.мм, то в пучке площадью сечения 1 кв. см поместится 100 таких проводников. Это уже 5 В. А сколько снимается с 1 кв. см СБ? При этом деградация существенно ниже.
Насчет "Буков" - спасибо за напоминание. Как-то упустил!

[L_Pt]

интересующийся

Дело в том, что в справочнике ни слова не сказано о площади поперечного сечения. Если предположить, допустим 1 кв.мм, то в пучке площадью сечения 1 кв. см поместится 100 таких проводников. Это уже 5 В.

Теоретически можно сделать площадь поперечного сечения еще меньше. И если мы все пучки подсоединим последовательно, то с единицы площади мы получим много-много вольт напряжения.
Но соответственно упадет сила тока (амперы), мощность (ватты) от этого не измениться.
А нас как раз ватты с единицы площади (а также массы и, в итоге, стоимости) интересуют, а не вольты.

[sleo]

А вот интересно: пробовали когда-нибудь использовать в качестве источника электроэнергии на КА термопару?
А что: на солнышке жарко, в тени очень холодно. Думаю, что разница минимум градусов 200 очень даже достижима без особых технических изысков. При такой разности температур, согласно справочникам, достижимы значения ЭДС до 50 мВ. А если таких термопар, да много-много. Очень даже удобно по сравнению с солнечными батареями: площадь гора-а-аздо меньше, парусности почти никакой, развертываемых конструкций практически не нужно и т.д. и т.п.

В окрестностях Земли плотность солнечного излучения порядка 1.4 кВт/м^2. Поэтому, если у термобатареи "площадь гора-а-аздо меньше", чем у  солнечной батареи, то даже при равном КПД Вы получите на выходе соответственно "гора-а-аздо меньше" электрической мощности, чем от  солнечной батареи. Закон сохранения энергии еще никто не отменял.

[Старый]

Очень даже удобно по сравнению с солнечными батареями: площадь гора-а-аздо меньше,

Гора-а-аздо это во сколько раз? Просто интересно, сколько вы скажете и почему?

[Старый]

Дело в том, что в справочнике ни слова не сказано о площади поперечного сечения. Если предположить, допустим 1 кв.мм, то в пучке площадью сечения 1 кв. см поместится 100 таких проводников. Это уже 5 В. А сколько снимается с 1 кв. см СБ? При этом деградация существенно ниже.

Вы главное договоритесь сами с собой - вам что нужно - ЭДС или мощность?
 А! Или вы считаете что мощность меряется в вольтах?

[***]

 А по-подробнее?

Обратитесь в МАИ на 2 факультет.

[интересующийся]

Старый писал(а):

Гора-а-аздо это во сколько раз?  Просто интересно, сколько вы скажете и почему?

Учитывая, что разогрев может происходить в т.ч. за счет процессов теплопроводности, достаточно на свет выставить сколь угодно тонкий (в разумных пределах) кончик проводника. В отличие от фотоэлектричского преобразователя, эффективность которого прямо пропорциональна освещенности площади поверхности. Так что гора-а-здо это соответственно тому, сколько таких кончиков будет торчать на единицу площади. Ну например в разы?!
Кстати пример с УСом с натяжкой, но сюда можно притянуть. Ведь главной причиной использования ЯЭУ была необходимость отсутствия больших СБ, потребных для обеспечения работы РЛС.

Вы главное договоритесь сами с собой - вам что нужно - ЭДС или мощность?  
А! Или вы считаете что мощность меряется в вольтах?

Естественно мощность меряется не в вольтах, и о ваттах немного наслышан. Но о ней я и не говорил! К сожалению о величине снимаемой мощности с термопары я ничего не нашел. Так что за отправную точку взял именно величину ЭДС.

[O_P]

Забудте про термопары. У них КПД очень низкий из-за большого внутреннего сопротивления, там что-то около 1 процента для металичиских термопар и в несколько раз больше для полупроводниковых.  
То есть как минимум в 5-10 раз хуже чем у солнечных батарей.


С уважением, Олег.

[Старый]

Естественно мощность меряется не в вольтах, и о ваттах немного наслышан. Но о ней я и не говорил!

Дык вот и я об этом. Вам нужна мощность или что?

К сожалению о величине снимаемой мощности с термопары я ничего не нашел.

Это заметно.

Так что за отправную точку взял именно величину ЭДС.

Это зря.

[inneren]

а элементы Пельтье?
использовать их как облицовку наружной поверхности в качестве дополнительного источника энергии

[Old Maple]

А вот интересно: пробовали когда-нибудь использовать в качестве источника электроэнергии на КА термопару?
............
Что скажете, эксперты? :wink:

Энциклопедия "Космонавтика" стр. 395-396 "Термо-электрический преобразователь". Там есть и КПД термопары. Для сравнения посмотрите в этой же энциклопедии статью "Солнечная батарея" стр. 363-364 - для нее тоже приводится КПД...

[Chilik]

а элементы Пельтье?
использовать их как облицовку наружной поверхности в качестве дополнительного источника энергии

Хм. Вы предлагаете использовать холодильник в качестве электрогенератора?

Надо бы позвонить Чубайсу, вдруг заинтересуется.  :idea:

[Fakir]

А вот интересно: пробовали когда-нибудь использовать в качестве источника электроэнергии на КА термопару?
А что: на солнышке жарко, в тени очень холодно. Думаю, что разница минимум градусов 200 очень даже достижима без особых технических изысков.

При перепаде температур в 200 градусов и соответствующей температуре нагревателя (надо полагать, не выше 200-300 С) КПД будет весьма и весьма хилым. Нет - ВЕСЬМА хилым. В РИТЭГ температуры повыше и перепады побольше, однако КПД - не более 7%. Сравните с СБ - уже выше 30% доступно. Даже без концентраторов.

То есть всякие рассуждения на подобную тему имеются, но я не видел ничего серьёзно обещающего.
В принципе, возможно сочетание фотоэлементов с термоэлементами (т.е. термоэлемент использовал бы часть "сбросового" тепла от фотоэлемента, будучи интегрированным с ним в одну конструкцию), но там тоже достаточно непаханое поле, и неясно, может ли получиться существенный эффект. Вероятно, если и может - то только, ИМХО, для СБ с концентраторами, причём со степенью концентрации света побольше, чем у ДипСпейса.

[В А Д И М]

а элементы Пельтье?
использовать их как облицовку наружной поверхности в качестве дополнительного источника энергии

Да.
элементы Пельтье умельцы уже используют в качестве автономных источников тока, в будущем возможно широкое применение.

[Татарин]

а элементы Пельтье?
использовать их как облицовку наружной поверхности в качестве дополнительного источника энергии

Хм. Вы предлагаете использовать холодильник в качестве электрогенератора?

Надо бы позвонить Чубайсу, вдруг заинтересуется.  :idea:

ТЭ полностью обратимы. Разница между ТЭГ и ТЭ-холодильником есть, но примерно такая же, как у электродвигателя и генератора.

...Чубайсу это неинтересно. КПД мал.