Un generador termoeléctrico genera electricidad a partir del flujo de calor. El caudal de calor aumentará si aumenta la conductividad térmica. Así que la generación de energía debería aumentar también. Entonces, ¿por qué la eficiencia de un generador termoeléctrico aumenta cuando la conductividad térmica de los materiales termoeléctricos disminuye cuando la eficiencia del generador termoeléctrico debe ser proporcional a la conductividad térmica de los materiales termoeléctricos?
La conductividad térmica de un generador termoeléctrico tiene dos componentes: uno (el que se entiende aquí) es constante con la carga y representa la mayor parte del flujo de calor. Esto se comporta como una resistencia: cuanto mayor sea la diferencia de temperatura, mayor será proporcionalmente el flujo de calor, análogo a la ley de Ohm. La otra parte (mucho más pequeña) varía con la carga y representa la parte útil del flujo de calor. Es cero con el TEG abierto y máximo con el corto. La potencia de salida máxima aumenta con el flujo de calor (causado por la diferencia de temperatura) pero también lo hace la energía desperdiciada (en términos eléctricos como una resistencia de bajo valor en paralelo con la entrada de una fuente de alimentación). Desafortunadamente, la alta conductividad eléctrica generalmente va acompañada de una alta conductividad térmica y, por lo tanto, las pérdidas térmicas aumentan si intenta reducir las pérdidas eléctricas. Los TEG están sujetos al mismo límite de Carnot de otros motores térmicos como máximo teórico, pero en general no lo abordan.
Los generadores termoeléctricos (TEG) convierten la energía térmica en energía eléctrica. Se basan en una diferencia de temperatura entre las uniones calientes y frías: esa diferencia de temperatura crea una diferencia de voltaje entre las dos uniones, y es esa diferencia de voltaje la que le permite extraer energía.
Sin embargo, las uniones calientes y frías están conectadas por el propio TEG, que conduce la energía térmica desde la unión caliente a la fría. Este calor conducido evita el proceso de conversión de energía y es un puro desperdicio de energía. Por lo tanto, cuanto mayor sea la conductividad térmica de su TEG, más energía se desperdicia ... y, por lo tanto, menos eficiente será.
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