Термопреобразователь, также известный как преобразователь термопары или термоэлектрический генератор, представляет собой электронное устройство, способное преобразовывать тепловую энергию в электрическая энергия. Хотя существует несколько типов термопреобразователей, все они основаны на эффекте Зеебека. Эффект Зеебека — это явление, при котором разница температур может быть использована для генерации электрического тока. Впервые он был обнаружен Томасом Иоганном Зеебеком в 1826 году, когда он заметил, что два разнородных металла могут генерировать электрический заряд, если точки соединения двух металлов находятся при разных температурах. С тех пор было обнаружено, что термоэлектрический эффект, создаваемый этими обстоятельствами, увеличивается с увеличением разницы температур.
Одно из распространенных заблуждений состоит в том, что термопреобразователь — это то же самое, что и тепловой двигатель. Тепловая машина преобразует разницу температур в механическую мощность, а термопреобразователь превращает разницу температур непосредственно в электрическую энергию. Кроме того, хотя тепловые двигатели часто более эффективны, чем термопреобразователи, в некоторых ситуациях термопреобразователи могут быть предпочтительнее, поскольку они меньше и компактнее, чем большинство тепловых двигателей. Основное различие между термопреобразователями и тепловыми двигателями заключается в том, что, в отличие от большинства генераторов, термопреобразователь обычно не имеет движущихся частей, за исключением возможного охлаждающего вентилятора.
Термопреобразователи могут применяться в различных ситуациях. Помимо использования для замены тепловых двигателей, также проводятся исследования по использованию отработанного тепла двигателей внутреннего сгорания, таких как те, которые используются в автомобилях и самолетах. Если это удастся сделать, топливная экономичность этих машин может быть увеличена на довольно большую величину. Термопреобразователи также используются в дальних космических зондах для создания постоянного источника электроэнергии.
Однако есть некоторые проблемы с использованием термопреобразователя. Например, преобразователи обычно обеспечивают КПД только 5-10%, если только напряжение не увеличивается значительно. Чтобы создать достаточно большую мощность, чтобы термопреобразователь мог конкурировать с эффективностью двигателя внутреннего сгорания, необходимо увеличить количество разнородных элементов, используемых для генерирования электрического тока. Конечным результатом является то, что термопреобразователь становится слишком большим, чтобы быть эффективным. Однако проводятся исследования по увеличению генерирующей способности термопреобразователей, поэтому со временем эти разности температур можно будет использовать более эффективно, не делая их настолько большими, чтобы они теряли свою эффективность.
