¿Cómo funciona un generador termoeléctrico?
En un generador termoeléctrico moderno, la diferencia de temperatura entre los lados caliente y frío de un material semiconductor hace que los portadores de carga (electrones) se muevan del lado caliente al lado frío.
Interno al módulo TEG, hay múltiples pares de materiales semiconductores de tipo n y tipo p (típicamente teluro de bismuto).
Estos pares de materiales semiconductores se intercalan entre la placa caliente y la placa fría.
En un material de tipo n, los electrones se mueven del lado caliente al lado frío. En un material de tipo p, los huecos (o la falta de electrones) también se mueven del lado caliente al lado frío.
Así, dicho flujo da como resultado la creación de un potencial eléctrico (voltaje) que se puede aprovechar como corriente eléctrica útil.
El voltaje es proporcional a la diferencia de temperatura entre los dos lados del material.
Los TEG se utilizan normalmente en aplicaciones en las que hay calor residual, como los procesos industriales, para recuperar energía que de otro modo se perdería.
También se utilizan en aplicaciones remotas, como sondas espaciales, para generar electricidad a partir del calor de la desintegración radiactiva cuando la energía solar es demasiado débil.
Ventajas de usar módulos TEG para la generación de energía
Desde un punto de vista funcional, la característica más útil de los módulos TEG es que aprovechan la energía térmica desperdiciada para generar energía eléctrica. Esto puede ser beneficioso en muchas situaciones para recuperar o reutilizar energía, lo que hace que los TEG sean respetuosos con el medio ambiente.
Los módulos TEG también son dispositivos de estado sólido sin partes móviles, por lo que son fiables, silenciosos y no requieren mantenimiento. Su tamaño compacto también les permite caber en diseños de espacios reducidos.
Disponibles en una amplia gama de voltajes y corrientes, los TEG pueden proporcionar energía eléctrica de manera fiable sin conexión a una fuente de alimentación estándar, lo que los hace perfectos para aplicaciones remotas o como reemplazos de sistemas alimentados por baterías.
Desafíos de usar módulos TEG
Si bien los TEG son dispositivos robustos que ofrecen corriente eléctrica utilizable, no están exentos de desafíos de diseño en un proyecto. Dependen de los gradientes de temperatura ambiente para funcionar correctamente con las salidas de potencia requeridas, lo que los hace útiles solo en aplicaciones muy específicas.
Los TEG también tienen puntajes de eficiencia de conversión de energía relativamente bajos en comparación con otros métodos de generación de energía, con un promedio de alrededor del 10%.
