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自1821年塞贝克发现温差电动势以来，人类就在研究开发这一技术，直到1940年半导
体的出现才给这一技术的应用提供了条件。1960年美国3M公司为阿波罗宇宙飞船登月研制
出以核能为燃料的TEG，之后不久3M公司又设计出了以天然气做燃料的TEG，并把此项技术
转让给加拿大环球热电技术有限公司，为边远无电地区提供了一种高可靠性、无噪音、无
污染的，可在极端冷或热的环境中不停地运行的电信、阴极保护电源。
截止1995年12月底，加拿大环球公司的10000余部TEG已在世界51个国家里，各种
不同气候环境中运转着。由于TEG是以气体、液体燃料为能源，所以它是输气管道阴极保护
的理想电源。
工作原理
当两个不同的导体两端相接，组成一个闭合回路，如两个接头处有不同的温度，则回路
中便有电流流动，这就是温差效应，也称塞贝克效应，有时温差电动势亦称为塞贝克电动势。
把两种金属换成P型和N型半导体，因半导体的塞贝克系数很大，就可以制作把热能转
变为电能的温差发电器了，图6-6是TEG的原理示意图。温差电偶的两壁由P型和N型半导体热
电材料组成，一端用金属以欧姆接触相连，温度为T，；另一端通过欧姆接触与电阻R。相连，
温度为T。，当T，>To时，由于塞贝克效应，负载电阻R。中便有电流流过，构成温差发电器。
由于一对半导体材料产生的电功率很有限，所以必须把一定数量的半导体电偶对串、并联起
来才能构成一个有使用价值的热电发生器。如一个120W的TEG，共由80个热电偶组成，每个产
生84mV电压，共可以提供出6.7V/18A的电能。
TEG是由3个部分组成：热源（加热池）、热电偶阵和冷却片。整个装置以热电偶为中心，
只要其两侧保持有温度差，就会不断地产生电势差。
TEG原则上可采用任意一种热能使之发电，如核能、太阳能、液体和气体燃料的燃烧能等。
目前工程应用的多是以气体燃料为能源的TEG。
热电偶的热结端由一燃烧喷嘴来维持其高温(538℃)，所用的气体燃料有丙烷、丁烷及天然
气热电偶的冷端由一组散热片来保持其相对低温(163℃)，散热片将热量自然散至周围的空气中。
为防不测，热电偶均装在气密密封外壳内，热电偶阵周围装有绝缘材料，以便最大限度地减少热
量损失。 |
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