Mis on termomuundur?

Soojusmuundur, tuntud ka kui termopaarmuundur või termoelektriline generaator, on elektrooniline seade, mis suudab soojusenergiat muundada elektrienergiaks. Kuigi termomuundureid on mitut tüüpi, põhinevad need kõik Seebecki efektil. Seebecki efekt on nähtus, mille puhul temperatuuri erinevusi saab ära kasutada elektrivoolu tekitamiseks. Selle avastas esmakordselt Thomas Johann Seebeck 1826. aastal, kui ta täheldas, et kaks erinevat metalli võivad tekitada elektrilaengu seni, kuni kahe metalli ühenduspunktid on erinevatel temperatuuridel. Sellest ajast alates on leitud, et nende asjaolude tekitatud termoelektriline efekt suureneb temperatuuride erinevuse suurenedes.

Üks levinud eksiarvamus on see, et termomuundur on sama mis soojusmasin. Soojusmasin muudab temperatuuride erinevused mehaaniliseks väljundiks, soojusmuundur aga muudab temperatuurierinevused otse elektrienergiaks. Kuigi soojusmootorid on sageli tõhusamad kui termomuundurid, võivad soojusmuundurid olla mõnes olukorras eelistatavad, kuna need on väiksemad ja kompaktsemad kui enamik soojusmootoreid. Peamine erinevus termomuundurite ja soojusmootorite vahel seisneb selles, et erinevalt enamikust generaatoritest pole termomuunduril üldiselt liikuvaid osi, välja arvatud võimalik jahutusventilaator.

Soojusmuundureid saab rakendada paljudes erinevates olukordades. Lisaks sellele, et seda kasutatakse soojusmootorite asendamiseks, tehakse ka uuringuid, et kasutada ära põlemismootorite, näiteks autodes ja lennukites kasutatavate heitsoojuse kasutamist. Kui see õnnestub, saaks nende masinate kütusesäästlikkust üsna palju tõsta. Soojusmuundureid kasutatakse ka kaugel asuvates kosmosesondides pideva elektrienergia allika genereerimiseks.

Termomuunduri kasutamisel on siiski probleeme. Näiteks kas muundurid toodavad tavaliselt ainult 5-10% kasutegurit, kui pinget oluliselt ei suurendata. Selleks, et soojusmuunduril oleks piisavalt suur väljund, et konkureerida sisepõlemismootori kasuteguriga, tuleb suurendada elektrivoolu genereerimiseks kasutatavate erinevate elementide arvu. Lõpptulemus on see, et termomuundur muutub tõhusaks toimimiseks liiga suureks. Siiski tehakse uuringuid soojusmuundurite generatiivse võimsuse suurendamiseks, nii et aja jooksul võidakse neid temperatuuride erinevusi tõhusamalt rakendada, ilma et need muutuksid nii suureks, et need kaotaksid oma tõhususe.