Peltierovy prvky nebo uvolněná elektřina z ohně

Obsah článku



Pomocí jednoduchých zařízení můžete využít tepelné ztráty z topného vzduchu nebo kapalin. V tomto článku vám ukážeme, jak využít odpadní energii kamen, kotlů a otevřeného ohně jejich přeměnou na malý stejnosměrný elektrický proud..

Peltierovy prvky nebo uvolněná elektřina z ohně

Jakýkoli chemický proces probíhá s uvolňováním různých druhů energie. Takový silný zdroj, jako je spalování, byl vždy používán. Lze ji nazvat primárním zdrojem tepla a světla. Téměř všechny látky na Zemi hoří, zatímco vydávají teplo a světlo v různých množstvích. Převod tepelné energie na elektrickou energii není obtížný, pokud máte po ruce pracovní parní turbínu, podobnou těm, které jsou instalovány v KVET. Jedná se o objemné a složité zařízení, u kterého není pravděpodobné, že najde místo v kotelně venkovského domu. Pokusíme se těžit z tepla generovaného vytápěním kamen nebo ohřevem vody.

Peltierův efekt je jev teplotního rozdílu, když termočlánky dvou různých typů vodičů (typu p a typu n) interagují, když jimi prochází stejnosměrný proud. Seebeckův efekt je důsledkem Peltierova efektu, když se generuje elektrický proud, když se zahřívá jeden z termočlánků. Nebudeme podrobně popisovat termodynamiku procesu – tyto informace, které je obtížné pochopit, lze snadno najít v referenční literatuře. Zajímá nás výsledek a možnosti jeho praktického využití..

Návrh termoelektrického modulu

Termoelektrický modul (TEM) sestává z množství termočlánků propojených měděnou deskou. Pole termočlánku je přilepeno mezi dvě keramické desky. Takový modul je možné sestavit pouze v továrně. Doma však bude možné sestavit několik TEM pro vaše vlastní potřeby. Prvky Peltier-Seebeck jsou volně dostupné ve specializovaných prodejnách (a webových stránkách) prodávajících technologická zařízení.

Sbíráme TEM pro 5 V

Co potřebuješ:

  • Peltierův modul TEC1-12705 (40×40) – 2 ks;
  • stupňový převodník s konstantním napětím EK-1674;
  • duralový plech tloušťky 3 mm;
  • vodní nádrž s dokonale rovným dnem (kbelík);
  • horké lepidlo;
  • páječka.

Peltierovy prvky nebo uvolněná elektřina z ohně

Vystřihovali jsme dvě identické desky z listu duralu, o něco více než dva moduly ležící vedle sebe. Desky připevňujeme na moduly na obou stranách lepidlem na taveninu. Výsledný „sendvič“ připevníme (za horka) ke dnu nádoby. Takový návrh může být již zapálen, ale na výstupu budeme k ničemu 1,5 V. Ke zlepšení charakteristik potřebujeme stupňový převodník, který jsme do obvodu pájeli. Zvýší napětí na 5 V, což již stačí k dobití mobilního telefonu..

Peltierovy prvky nebo uvolněná elektřina z ohně

Pozornost! Převodník má rozměry 1,5 x 1,5 cm. Při absenci odborných dovedností svěřte pájení odborníkovi.

Teplotní rozdíl v našem designu je získán zahřátím jedné strany (z pece nebo plamene) a ochlazením druhé (voda v pánvi). Čím větší je rozdíl, tím účinnější bude modul fungovat. Proto pro provoz v režimu mikrogenerátoru je vyžadována relativně nízká teplota vody v pánvi (je lepší ji pravidelně vyměňovat). K vytvoření vyhledávaného 5 V stačí umístit strukturu na sklenici s hořící svíčkou.

Poměrnou kombinací více modulů získáváme efektivnější systém výroby energie. V souladu se zvýšením struktury úměrně zvyšujeme výměník tepla. V tomto případě musí být povrch, který má být ochlazován, zcela pokryt nádobou s vodou (nejjednodušší a nejdostupnější varianta).

Všechno je tak jednoduché, že okamžitě existuje potřeba sestavit více modulů do jednoho systému a generovat 220 V z ohně. Poté připojte olejový ohřívač nebo klimatizaci. Takový jednoduchý systém má své nevýhody a hlavní je nízká účinnost. Obvykle toto číslo nepřesahuje 5%. To vede k relativně nízké proudové síle 0,5 – 0,8 A a velmi malému výkonu – až 4 W.

Pro čerpadlo nebo žárovku je to zanedbatelné, ale dostačující pro:

  • nabíjení baterií až do motocyklu (ve volbách úměrných požadavkům);
  • provoz světelných diodových (LED) lamp;
  • rádiový přijímač.

V zimě bude systém umístěný na vnějším zdroji tepla fungovat co nejefektivněji..

Náklady na materiál pro montáž termoelektrického mikrogenerátoru pro 5 V:

název Cena, rub. Poznámka
Peltierův modul TEC1-12705 (40×40) * – 2 ks.. 600 Cena za 2 ks.
Převodník stejnosměrného napětí EK-1674 320
Duralumin 300 List pro kbelíkovou verzi
Tavné lepidlo Radial 150 2 ml
Naběračka sto Nový
Celkem za materiály 1470

* – tento model položky byl vybrán z cenových důvodů. Rozsah TEM od dodavatelských společností je poměrně široký, což vám umožňuje vybrat produktivnější (až 8 V) modely (jsou výrazně dražší).

Tovární výrobky tohoto designu se teprve začínají objevovat v prodeji. Sériová výroba se provádí v malých dávkách a rozsah je malý. Cena takového „kbelíku“ začíná od 2 500 rublů.

Peltierovy prvky nebo uvolněná elektřina z ohně

Tovární termogenerátor je zařízení založené na Peltier-Seebeckově jevu, který lze připevnit přímo na vyhřívaný povrch. Od výše popsaného provedení se liší výrobním provedením (což znamená spolehlivost), nepřítomností kapalného tepelného výměníku (namísto toho – žebra pro chlazení vzduchem) a vyšší cenou.

Peltierovy prvky nebo uvolněná elektřina z ohně

Standardní „cestovní“ termogenerátor má následující vlastnosti:

Napětí 13,5V
Aktuální síla 0,16 A
Napájení 2,2 wattů
Hmotnost 1,6-2 kg
Pancéřovaný kabel Ano
ochrana proti přehřátí Ano
Sada standardních konektorů Ano
Rozměry (cca) 150 x 150 x 200 mm
Cena Od 7 000 rub.

Jak můžete vidět z tabulky, spolehlivost a obsluha v továrně nejsou levné. Nelze však říci, že je funkčně lepší než domácí verze s kbelíkem. Impozantní 13,5 volty urychlí nabíjení mobilních telefonů, ale budete muset nést s sebou 2 kg váhy na výlet, což je nepřekonatelný luxus (vzhledem k velikosti zařízení). A samozřejmě, cena vás nutí přemýšlet. Za tuto částku nemůžete vybírat „teplotní kbelík“, ale „tepelnou pánev“ a klidně nabíjet svůj notebook. A ještě jedna nuance – zařízení stále vyžaduje připevnění na kovovou desku v případě použití otevřeného ohně.

Obecně se jedná o příjemný a pohodlný doplněk pro ty, kteří nemají problémy s penězi a volný prostor v kufru..

Energetická pec

Energetická pec je dosud apoteózou používání TEM v každodenním životě. Toto je tovární produkt, ve skutečnosti kamna na kamna na tuhá paliva s integrovaným termoelektrickým modulem. Ideální pro lovecké chaty, chalupy, vzdálené zimoviště a obecně jakýkoli druh života mimo civilizaci. Navrženo pro autonomní použití (bez periferních chladičů), má pouze krb a komín. Poskytuje přípravu jídla. V této peci jsou instalovány nejsilnější prvky Peltier-Seebeck..

Peltierovy prvky nebo uvolněná elektřina z ohně

Vlastnosti energetické pece:

výstupní výkon 25-50 W
Výstupní napětí 12 palců
Hlasitost firewallu 30-60 litrů
Hmotnost 30-60 kg
Tepelná energie 4-6 kW
Stabilizátor Ano
Tovární konektory Ano
ochrana proti přehřátí Ano
Cena RUB 23 000–40 000.

Ačkoli je trouba přenosná, je jistě „těžká hmotnost“ mezi domácími spotřebiči. Rozsah úkolů energetické pece je však poměrně široký – může nabíjet i autobaterie, osvětlovat celé místnosti LED lampami. Najde místo v expedičním vagónovém vlaku a v loveckém terénním vozidle, v technické místnosti a na venkově. Jinými slovy, v tomto případě máme vždy s sebou zdroj tepla, zbývá najít palivo.

Ve svém výklenku je energetická pec nenahraditelná, i když životnost deklarovaná výrobcem – 10 let je trochu alarmující. Je třeba poznamenat, že stejně jako v termogenerátoru existuje možnost preventivní (nebo nouzové) výměny všech částí až k tělu.

Termoelektrické moduly jsou velmi zajímavé objekty. Kromě popsaných aplikací se používají také pro vodu a klimatizaci. V tomto případě je stejnosměrný proud napájen stejnosměrným proudem a funguje „v opačném směru“ – ochlazuje vzduch. Tato technologie se úspěšně používá v automobilových klimatizacích a vodních chladičích, v automobilovém průmyslu a ve výrobě mikroprocesorů. Tato zařízení popíšeme v následujícím článku..

Ohodnoťte tento článek
( Zatím žádné hodnocení )
Přidejte komentáře

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: