22/06/2024
Generador eléctrico micropelt

¿Qué es un termogenerador?

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Un termogenerador, o generador termoeléctrico, es un dispositivo capaz de convertir el calor en energía eléctrica. Si bien la definición señala que es a través de altas temperaturas, en realidad su principio de operación es a partir de grandes diferencias de temperatura a través de lo que se conoce como efecto termoeléctrico.

Este tipo de generadores son muy populares de forma didáctica y para pequeñas aplicaciones gracias a su fácil implementación y bajos costos de fabricación de forma didáctica. Su principal ventaja a nivel industrial es el hecho de no utilizar partes móviles (rotores) lo cual simplifica su diseño y modo de operación.

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Generador eléctrico micropelt

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Sus rangos de eficiencia oscilan entre un 5% y un 8%.  Lamentablemente poseen grandes limitantes en cuanto a la energía que pueden entregar. Algunos de los modelos más avanzados hoy en día pueden entregar alrededor de 2 Volts con 25 K de diferencia, aunque la potencia entregada ronda sólo los 3 mW para la misma diferencia de temperatura (MPG-D602 de Micropelt)

A partir del desarrollo de los semiconductores sus tamaños se han logrado disminuir considerablemente y existen nuevos desarrollos que los podrían volver fuentes eléctricas viables. Aunque estas aún continúan en desarrollo y tomará algunos años poder ver aplicaciones en el mercado.

Sobre el efecto termoeléctrico

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Conocido también con el nombre de efecto Seebeck, es un fenómeno que experimentan ciertos materiales que al ser expuestos a diferencias de temperaturas desarrollan voltajes eléctricos. El efecto también funciona de forma contraria: al someterse a voltajes, desarrollan temperaturas distintas entre sus terminales (conocido como efecto Peltier).

A nivel atómico lo que sucede es que al aplicar calor al material, las cargas eléctricas se difunden del lado caliente al lado frío. Conforme estas cargas viajan se genera una corriente eléctrico (que es precisamente el «flujo» o desplazamiento de electrones.

Aplicaciones de los termogeneradores

Debido a limitantes mencionadas, los termogeneradores no se pueden utilizar para suministrar energía eléctrica doméstica o industrial. Sin embargo, existen pequeñas aplicaciones que se han venido desarrollando y que emplean este tipo de generadores.

Uno de los ejemplos más claros es el aprovechamiento del calor generado por maquinarias para así obtener electricidad. Basándose en este concepto la empresa Volkswagen desarrollo generadores termoeléctricos los cuales recuperan una parte del calor producido por el motor. Esta electricidad puede ser empleada por el vehículo y así reducir el consumo de gasolina que se destina a este uso. Las pruebas realizadas probaron que se podía reducir un 4% del consumo de gasolina en autopista.

Otro sistema en el que se han empleado son las sondas espaciales, como el Curiosity lanzado a Marte, los cuales emplean los generadores termoeléctricos radioisotópicos (radiación en el espacio) para generar electricidad. Se trata de un principio muy similar al de los GTE tradicionales.

Existen otros dispositivos didácticos o hechos de forma doméstica que aprovechan esta energía disipada.

Generadores termoeléctricos

Limitantes de los termogeneradores

Existen diversas cuestiones que han hecho que el desarrollo de los generadores termoeléctricos haya sido muy limitado. Principalmente se debe a los elevados costos de los materiales necesarios para poder obtener una eficiencia aceptable.

Los generadores termoeléctricos para vehículos aún no se han implementado de forma extensiva debido a que sus tamaños y pesos son considerables y no es del todo viable que logren economizar gasolina salvo a velocidades de autopista. A pesar de los estudios realizados por Volkswagen, aún no existe dicho producto en el mercado.

Otras limitantes de estos dispositivos son sus salidas de alta impedancia (las cuales limitan la cantidad de corriente que se puede entregar) y los niveles de diferencia de temperatura que se requieren, lo cual limita en gran medida sus usos.

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