использовать ряд газообразных или жидких химических соединений, а именно пропан, метан, бензин, кероспи, дизельное топливо, окись углерода, соединения азота т водорода (аммиак, гидразин), чистый водород. Основны-ми продуктами реакции в ЭХГ, которые необходимо oi-водить, являются вода, углекислый газ и азот.

По принципу действия ЭХГ подразделяются на генераторы прямого действия, в которых топливо окисляется непосредственно в элементе, и генераторы и риформип-гом, в котором топливо вначале перерабатывается (ри-формируется), а затем поступает в элемент.

ЭХГ подразделяются также по температурному режиму работы, по составу и агрегатному состоянию используемого топлива,по возможности регенерации продуктов реакции и т. д.

К достоинствам ЭХГ, определяющим их широкое применение, следует отнести: а) небольшой расход горючего; б) высокий КПД (60 - 70 %); в) высокая перегрузочная способность; г) отсутствие расхода горючего в режиме холостого хода; д) отсутствие видимых продуктов сгорания-дыма, искр, инфракрасных излучений; е) возможность размещения низкотемпературных ЭХГ в любом служебном помещении.

Электрохимические генераторы могут быть исиоль-зова;ты для электроснабжения отдельных объектов, к которым прокладка кабелей от линий электропередачи: неэкономична, как дополнительные источники питания в космической технике, как источники тока на автомобильном и железнодорожном транспорте и т. д.

7.5. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ТЕРМОЭЛЕКТРОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ

Основой термоэлектрического генератора является термоэлейент или батарея термоэлементов. Помимо батареи термоэлементов генератор содержит источник тепловой энергии (горелка, реактори т.д.); контуры теплоносителя; токопроводящие цепи.

Принцип работы термоэлемента заключается в следующем. В полупроводниках свободные заряды возникают в результате теплового движения. При абсолютном нуле концентрация таких зарядов равна нулю. С повышением температуры концентрация свободных электронов или дырок возрастает.

в полупроводнике наличие разности температур вызывает перемещение свободных зарядов. Если носителями зарядов являются электроны, то они заряжают холодный конец полупроводника отрицательно, тогда как нагретый конец полупроводника, потерявший часть своих электронов, окажется зарял<енным положительно. В ре-

Рис, 7.5. Термоэлемент.

/ - выход тепла; 2 - подача тепла.

Рис. 7,6. Батарея термоэлемеи-тов.

i - тепло; 2 - изоляция; ,i - ге;:)-метичный кожух; 4 - вывод тец-.а; о - инертный газ.

зультате между горячими и холодными концами полупроводника создается разность потенциалов.

Термоэлемент (рис. 7.5) состоит из двух полупроводников с электронной и дырочной проводимостью, соединенных между собой в месте нагрева. Два других конца охлаждаются. При нагревании спая количество электронов в полупроводнике п и количество электронных дырок в полупроводнике р увеличивается.

Электроны и дырки вследствие диффузии в полупроводниках двил<утся от горячего спая термопары к холодному. Перемещение дырок приводит к тому, что горячий конец полупроводника р заряжается отрицательно, а холодный конец - положительно. В полупроводнике п электроны, переходя из горячего конца к холодному, заряжают горячий конец положительно, а холодный конец- отрицательно. Термо-ЭДС пары полупроводников много больше термо-ЭДС металлической пары. В промышленных термоэлектрогенераторах основным элементом является полупроводниковая термопара с ЭДС 1 мВ на 1°С и КПД около 7 - !0 %.

Если к нагретому термоэлементу подключить нагрузку, то в цепи термоэлемент - нагрузка потечет электрический ток.

Батарея термоэлементов собирается из кристаллов, размещенных между нагреваемой и охлаждаемой поверхностями (рис. 7.6). Для нагрева термобатареи в термоэлектрических генераторах используют природные газы, пропан, бутан, а также керосин или бензин. Источниками тепла могут служить и преобразователи солнечной или ядерной энергии в тепловую.

Несмотря на малый КПД, термоэлектрические генераторы нашли широкое применение для питания переносных радиоустройств и радиоустройств космической связи,. Это объясняется относительно низкой стоимостью, простотой эксплуатации и высокой надежностью термоэлектрических генераторов. Удельные характеристик!! термогенераторов зависят от их мощности и от способа подогрева. Для генераторов мощностью 200 - 300 Вг удельные характеристики составляют 15-.20 Вт/кг.

Термоэлектронные генераторы (плазменные) представляют собой вакуумные или газовые приборы с твердыми нагреваемыми катодами и по принципу работы подобны электронным лампам. Преобразование тепловой энергии в электрическую в таких приборах осуществляется за счет использования термоэлектронной эмиссии нагретых тел. Электроны, эмиттированные катодом в термоэлектронных преобразователях, движутся к аноду под действием разности температур. Для обеспечения этой разности температур необходимо охлаждение анода. В зависимости от температуры нагрева катода термоэмиссионные преобразователи подразделяются на низкотемпературные (1200- 1600° С), среднетемпературные (1900 - 2000° С). КПД термоэлектронных генераторов достигает примерно 20 %

7.6. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ (СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ)

Для использования тепловой и световой энергии солнечных лучей применяют солнечные батареи.

В средних широтах на 1 м земной поверхности солнце излучает (в среднем) энергию зихмой 80 -Вт и летом 300 Вт, а при прямом солнечном освещении до 1000 Вт.

Одним из методов преобразования энергии солнечных лучей- в электрическую является термоэлектрический, сочетающий зеркало и нагреваемую стенку или коллектор с термоэлектрическим генератором. Однако этот ме-