热能转化成电能的装置是什么原理

热能转化成电能的装置主要通过热电效应实现，这种装置被称为热电发电机。热电发电机利用半导体材料，当两端存在温差时，电子会从热端向冷端移动，形成电流。常见的应用场景包括汽车尾气发电、工业余热回收和太空探测器供电。这类装置不需要活动部件，可靠性高，维护成本低。热电转换效率一般在5%到10%之间，虽然效率不高，但在特定场景下非常实用。

另一种热能转电能的装置是热离子转换器，它通过加热金属表面使电子获得足够能量逃逸形成电流。这种技术在高温环境下效率更高，可达15%到20%。热离子转换器被用于核能发电系统和太阳能集中发电站。该装置结构简单，可直接将热能转化为电能，无需中间机械转换步骤，减少了能量损失。热离子转换特别适合高温热源，如核反应堆或聚光太阳能系统。