Astuces : comment créer de l’électricité gratuite. Qu'est-ce qu'un élément Peltier, sa structure, son principe de fonctionnement et son application pratique Comment fabriquer un générateur électrique à l'aide d'éléments Peltier

DANS monde moderne grand nombre appareils électroménagers et d'autres appareils sont alimentés par l'électricité. Parallèlement, lors de vos déplacements, vous devez emporter avec vous des sources de courant chimiques capables de produire de l'électricité. Mais vous pouvez également fabriquer un thermogénérateur de vos propres mains. Cela nécessitera du matériel, des équipements et certaines connaissances.

Types d'appareils

Dans un circuit de conducteurs différents à températures variables, une force électromotrice thermique peut survenir aux points de contact. Sur cette base, le module dit « Peltier » a été développé et créé. Il se compose de 2 plaques en céramique, entre lesquelles est installé un bilame. À l'admission courant électrique l'une des plaques commence progressivement à chauffer, tandis que l'autre se refroidit simultanément. Cette capacité vous permet de fabriquer des réfrigérateurs à partir de tels éléments.

Mais le processus inverse peut également être observé lorsqu’une différence de température est maintenue aux points de contact. Dans ce cas, les plaques commenceront à générer du courant électrique. Un tel module peut être utilisé pour générer une petite quantité d’énergie électrique.

Fonctionnement des modules

Les thermogénérateurs électriques fonctionnent selon un certain principe. Ainsi, selon le sens du courant, on observe une absorption ou un dégagement de chaleur au contact de conducteurs dissemblables. Cela dépend de la direction de l'électricité. Dans ce cas, la densité de courant est la même, mais l’énergie est différente.

Un échauffement du réseau cristallin est observé si l'énergie sortante est inférieure à celle entrant en contact. Lorsque la direction du courant change, le processus inverse se produit. L'énergie dans le réseau cristallin diminue, donc l'appareil se refroidit.

Le module thermoélectrique le plus populaire, composé de conducteurs de types p et n, qui sont connectés les uns aux autres via des analogues en cuivre. Dans chacun des éléments, il y a 4 transitions refroidies et chauffées. Grâce à la différence de température, il est possible de créer un générateur thermoélectrique.

Avantages et inconvénients

Qu'il soit acheté ou fabriqué à la main, un générateur thermoélectrique présente de nombreux avantages. Ainsi, les plus importants d'entre eux comprennent :

1. Petites dimensions.
2. Possibilité de fonctionnement dans des appareils de chauffage et de refroidissement.
3. Lorsque la polarité change, le processus est réversible.
4. Il n’y a pas d’éléments mobiles qui s’usent assez vite.

Malgré des avantages non négligeables, un tel dispositif présente quelques inconvénients :

1. Efficacité insignifiante (seulement 2−3%).
2. La nécessité de créer une source responsable de la différence de température.
3. Consommation d'énergie importante.
4. Coût élevé.

Sur la base des qualités négatives et positives ci-dessus, nous pouvons dire qu'il est conseillé d'utiliser un tel appareil s'il est nécessaire de recharger un téléphone portable, ordinateur tablette ou allumer une lumière LED.

Fabrication de bricolage

Vous pouvez fabriquer un générateur thermoélectrique de vos propres mains. Pour cela vous aurez besoin de quelques éléments :

Les fils passant entre le convertisseur et le module doivent être isolés avec un composé résistant à la chaleur ou un mastic conventionnel. L'appareil doit être assemblé dans l'ordre suivant :

1. De l'alimentation électrique, il ne reste que le boîtier.
2. Avec le côté froid, il faut coller le module Peltier sur le radiateur.
3. Après avoir préalablement nettoyé et poli la surface, vous devez coller l'élément de l'autre côté.
4. Il est nécessaire de souder les fils de l'entrée du convertisseur de tension aux sorties de la plaque.

En même temps, le thermogénérateur pour bon fonctionnement doit être doté des caractéristiques suivantes : tension de sortie - 5 volts, type de sortie pour connecter un appareil - USB (ou tout autre selon préférence), la puissance minimale de charge doit être de 0,5 A. Dans ce cas, vous pouvez utiliser n'importe quel type de carburant .

Vérifier le mécanisme est assez simple. Vous pouvez mettre plusieurs brindilles sèches et fines à l’intérieur. Allumez-les et après quelques minutes, connectez un appareil, par exemple un téléphone, pour le recharger. Assembler un thermogénérateur n'est pas difficile. Si tout est fait correctement, il durera de nombreuses années lors de voyages et de randonnées.

Maison " Conseils utiles» Produits faits maison » Comment fabriquer un générateur thermoélectrique de vos propres mains

Tout le monde s'intéresse à la question : comment rendre l'électricité gratuite et autonome. Nous voulons vous assurer que tout cela est réalisable, mais ce n’est pas facile. Dans cet article, vous apprendrez à fabriquer un générateur thermoélectrique de vos propres mains ; vous pourrez utiliser un tel appareil lors de sorties en extérieur, en cas de manque catastrophique d'électricité pour recharger les téléphones ou allumer de petites lampes. A l'aide d'un tel appareil, vous pouvez générer un courant électrique avec une tension de 5 Volts, cette tension est suffisante pour charger un téléphone portable ou allumer une lampe LED.

Comment fonctionne un générateur thermoélectrique Peltier ?

Cet appareil dispose d'un mécanisme de fonctionnement complexe, mais il a déjà été assemblé plusieurs centaines de fois, vous pouvez donc être sûr que tout ira bien. Nous parlerons des pièces dont vous avez besoin pour assembler un générateur thermoélectrique fait maison, afin que vous compreniez pourquoi cela fonctionne. Le dispositif Peltier est constitué de thermocouples connectés en série, ils sont situés entre des plaques de céramique. Voilà à peu près à quoi tout cela ressemble sur la photo. Apprenez à fabriquer un petit ventilateur USB.

Lorsque le courant électrique traverse le circuit, l'effet Peltier se forme, un côté du module chauffe, l'autre se refroidit simplement. En conséquence, si un côté est chauffé plus fortement, un courant et une tension plus élevés peuvent être obtenus.

Désormais, les éléments Paltier sont largement utilisés dans presque tous les systèmes de refroidissement ; on les trouve le plus souvent dans les réfrigérateurs. Par conséquent, vous ne devriez pas avoir de difficultés particulières avec le choix des matériaux. Pour fabriquer un générateur thermoélectrique maison, vous devez préparer les matériaux suivants :

Instructions étape par étape:

Pour fabriquer un module thermoélectrique Peltier de vos propres mains, vous devez suivre les étapes suivantes ; à ce stade, soyez prudent, trop de problèmes peuvent survenir. Excellent article sur le sujet : réaliser un projecteur pour téléphone portable.

Voici une autre manière intéressante :

Fabriquer de la thermoélectricité de vos propres mains

Nous avons donc compris comment fabriquer un générateur thermoélectrique de nos propres mains. Examinons maintenant les principaux moyens de produire de l'électricité à partir d'un tel appareil.

Disons maintenant quelques mots supplémentaires sur le principe de fonctionnement d'un tel appareil afin qu'il donne bonne tension la différence de température devrait être de 100 degrés. Si vous constatez que le côté refroidissement est trop chaud, faites tout pour le refroidir. Vous pouvez utiliser de l'eau ou d'autres moyens que vous voyez sous la main.

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Produire de l'électricité gratuitement - un simple générateur fait maison

En bref sur le principe de fonctionnement

Pour qu'à l'avenir vous compreniez pourquoi certaines pièces de rechange sont nécessaires lors de l'assemblage d'un générateur thermoélectrique fait maison, parlons d'abord de la structure de l'élément Peltier et de son fonctionnement. Ce module se compose de thermocouples connectés en série situés entre des plaques en céramique, comme le montre l'image ci-dessous.

Lorsqu'un courant électrique traverse un tel circuit, l'effet dit Peltier se produit : un côté du module chauffe et l'autre se refroidit. Pourquoi avons-nous besoin de cela ? Tout est très simple, si vous agissez dans l'ordre inverse : chauffez un côté de la plaque et refroidissez l'autre, vous pouvez ainsi générer de l'électricité de basse tension et courant. Nous espérons qu'à ce stade, tout est clair, nous passons donc à des classes de maître qui montreront clairement quoi et comment fabriquer un générateur thermoélectrique de vos propres mains.

Classe de maître d'assemblage

Ainsi, nous avons trouvé sur Internet des informations très détaillées et en même temps instructions simples sur l'assemblage d'un générateur d'électricité maison basé sur un four et un élément Peltier. Pour commencer, vous devez préparer le matériel suivant :

• L'élément Peltier lui-même avec les paramètres : courant maximum 10 A, tension 15 Volts, dimensions 40 * 40 * 3,4 mm. Marquage – TEC 1-12710.
• Ancien bloc alimentation depuis l'ordinateur (seul le boîtier en est nécessaire).
• Stabilisateur de tension, avec les éléments suivants caractéristiques techniques: tension d'entrée 1-5 Volts, sortie – 5 Volts. Cette instruction d'assemblage d'un générateur thermoélectrique utilise un module avec une sortie USB, ce qui simplifiera le processus de recharge d'un téléphone ou d'une tablette moderne.
• Radiateur. Vous pouvez le retirer immédiatement du processeur avec un refroidisseur, comme indiqué sur la photo.
• Pâte thermique.

Après avoir préparé tout le matériel, vous pouvez procéder à la fabrication de l'appareil vous-même. Ainsi, pour vous expliquer plus clairement comment fabriquer vous-même un générateur, nous proposons une classe de maître étape par étape avec des images et explication détaillée:

Le générateur thermoélectrique fonctionne de la manière suivante : vous mettez du bois à l'intérieur du four, vous y allumez et attendez quelques minutes qu'un côté de la plaque chauffe. Pour recharger le téléphone, la différence entre les températures des différentes faces doit être d'environ 100°C. Si la partie de refroidissement (radiateur) devient chaude, elle doit être refroidie par toutes les méthodes possibles : versez doucement de l'eau dessus, placez une tasse de glace dessus, etc. Et voici une vidéo qui montre clairement comment fonctionne un générateur électrique à bois fait maison :

Vous pouvez également installer un ventilateur d'ordinateur côté froid, comme le montre la deuxième version d'un générateur thermoélectrique fait maison avec un élément Peltier :

Dans ce cas, le refroidisseur utilisera une petite fraction de la puissance du groupe électrogène, mais le système résultant sera plus efficace. En plus de la recharge téléphonique, le module Peltier peut être utilisé comme source d'électricité pour les LED, ce qui est une option tout aussi utile pour l'utilisation d'un générateur. À propos, la deuxième version d'un générateur thermoélectrique fait maison est un peu similaire en apparence et en design. La seule amélioration, outre le système de refroidissement, est la possibilité de régler la hauteur du soi-disant brûleur. Pour ce faire, l'auteur de l'élément utilise le « corps » d'un CD-ROM (l'une des photos montre clairement comment réaliser le design vous-même).

Si vous fabriquez un générateur thermoélectrique de vos propres mains en utilisant cette méthode, vous pouvez avoir jusqu'à 8 Volts de tension en sortie, donc pour charger votre téléphone, n'oubliez pas de connecter un convertisseur qui ne laissera que 5 V en sortie.

Eh bien, la dernière version d'une source d'alimentation faite maison pour la maison peut être représentée par le schéma suivant : un élément - deux « briques » en aluminium, un tuyau en cuivre (refroidissement par eau) et un brûleur. Le résultat est un générateur efficace qui vous permet de créer de l’électricité gratuitement chez vous !

Deuxième expérience avec de l'eau

Nous avons donc fourni trois options simples un appareil fait maison qui peut être assemblé à partir de moyens improvisés. Vous savez désormais comment fabriquer un générateur thermoélectrique de vos propres mains, sur quoi repose le principe de fonctionnement de l'élément Peltier et à quoi il peut servir !

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Deuxième expérience avec de l'eau

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Examen des générateurs électriques à bois

Les générateurs électriques sont récemment devenus un produit de plus en plus populaire. Ils sont nécessaires pour une alimentation électrique autonome dans diverses situations. Un générateur électrique à bois permettra d’obtenir du courant électrique presque partout. L'appareil se compose d'un foyer et d'un élément qui convertit l'énergie thermique en énergie électrique. Cet élément est chauffé d'un côté et refroidi de l'autre. En conséquence, de l’électricité est produite. En fait, il s'agit d'un four avec un élément convertisseur d'énergie.

Un tel générateur peut être acheté prêt à l'emploi, ou vous pouvez même l'assembler à partir de matériaux de récupération, ce qui coûtera littéralement quelques centimes.

Qui a besoin d’un générateur à bois ?

Un générateur électrique à bois est le plus approprié pour fournir une source d'alimentation de secours dans une maison de campagne ou dans une petite maison, ainsi que comme principale source d'électricité autonome lors d'une randonnée ou pendant les loisirs en plein air.

En plus de produire de l'électricité, le poêle-générateur remplit la fonction principale de chauffer la pièce ; il peut également être utilisé pour cuire des aliments et faire bouillir de l'eau.

Le générateur électrique ne produit pas un courant électrique constant de 12 volts. Si vous connectez un onduleur, vous pouvez convertir le courant continu en courant alternatif de 220 volts.

Comme tout appareil, un générateur électrique à bois présente des avantages et des inconvénients. En les comparant, vous pouvez comprendre à quel point vous avez besoin d'un tel poêle et lequel choisir.

Avantages

• Possibilité de chauffer une pièce jusqu'à 50 m3 et de cuisiner,
• Compacité,
• Longue durée de vie,
• La possibilité d'utiliser non seulement du bois de chauffage, mais aussi des déchets de bois,
• Faible coût énergétique,
• Possibilité de le réaliser soi-même.

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Défauts

• Prix ​​élevé d'un four générateur fini,
• Faible puissance (environ 50-60 W) et tension secteur (12 volts).

Fondamentalement, un générateur électrique à bois vous permet de connecter l'éclairage dans une petite maison et de recharger les téléphones et autres gadgets.

Vous pouvez connecter une radio ou un téléviseur portable. Si nécessaire, vous pouvez utiliser un onduleur pour obtenir plus haute tension dans le réseau, c'est-à-dire le 220 volts habituel. Disponible aujourd'hui différents modèles générateurs de bois : à partir de appareils compacts pesant jusqu'à 1 kilogramme, pratiques à emporter avec soi dans la nature, aux centrales électriques autonomes à bois produisant jusqu'à 100 kW, qui peuvent fournir de l'électricité pour une petite production.

Soyez prudent lorsque vous utilisez des générateurs à bois, car ce sont des appareils à feu « vif ». Assurez-vous de suivre les précautions de sécurité, en particulier lorsque vous utilisez des fours de bricolage.

Aperçu du modèle

Vous pouvez acheter un générateur électrique à bois auprès d’entreprises spécialisées. Contactez-les et obtenez informations complètes commodément sur les sites Internet de ces sociétés :

• Boutique en ligne AvtoStudio
• site Web madrobots.ru,
• Entreprise Termofor.

Nous attirons votre attention sur plusieurs modèles de tels poêles générateurs conçus pour les besoins domestiques.

Modèles portables

Ils sont représentés par des broyeurs à bois et des grils équipés d'un élément de conversion électrique. Ce poêle est idéal pour réchauffer des aliments lors d'une randonnée ; vous pouvez l'utiliser pour réchauffer une tasse de thé, faire frire un petit morceau de viande et charger vos gadgets en même temps. Ils ne sont pas conçus pour plus.

Par exemple, le poêle BioLite CampStove peut fonctionner avec n'importe quel combustible bois : brindilles, copeaux, cônes. Il produit jusqu'à 5 W de puissance et est équipé d'un port USB. Pour faire bouillir un litre d'eau, un peu de bois suffit et cela prendra littéralement 5 minutes. Le prix du BioLite CampStove est de 9 600 roubles.

Indigirka

Le poêle Indigirka est le plus modèle célèbre générateurs électriques à bois. Ce poêle chauffe une pièce jusqu'à 50 m3, pèse 37 kilogrammes, est fabriqué en acier résistant à la chaleur et dure des décennies. Volume du foyer – 30 litres. Tension de sortie d'Indigirka - 12 volts, maximum puissance de sortie- 50 W. Bien entendu, l'objectif principal du poêle est de chauffer ; un brûleur en fonte pratique vous permet de cuire des aliments ou de réchauffer du thé. En tant que générateur électrique, le poêle est capable de fonctionner dans les 15 minutes suivant l'allumage.

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Emballage inclus

• Câble avec pinces crocodiles,
• Câble avec un connecteur type allume-cigare de voiture,
• USB 5 volts.

Bien sûr, 50 W, ce n'est pas beaucoup, mais 2-3 Lampes LED pour l'éclairage, un téléviseur 10 pouces et un chargeur pour téléphone portable, un tel générateur électrique « tirera ».

Indigirka 2

Il s'agit d'un modèle mis à jour, légèrement plus grand et produisant 10 W d'électricité en plus, soit 60, ce qui donne fonctionnalités supplémentaires.

Le coût d'un tel poêle est d'environ 30 000 à 50 000 roubles, selon la configuration et le fournisseur.

Fours Kibor avec générateur électrique

La société Kibor présente deux modèles de générateurs électriques à bois. Le premier modèle ne pèse que 22 kilogrammes, son volume de foyer est de 30 litres et sa puissance est de 25 W. Un tel poêle coûte 45 000 roubles.

Plus modèle puissant capable de produire 60 W. Il est plus grand, pèse 59 kilogrammes et son volume de foyer est de 60 litres. Prix ​​– 60 000 roubles.

Générateur thermoélectrique

Il n’est pas nécessaire d’acheter un four entier équipé d’un générateur électrique. Vous pouvez acheter séparément un générateur thermoélectrique, qui se monte sur des surfaces chaudes, et l'adapter à un four existant. Une telle unité coûte environ 15 000 roubles.

Lors du fonctionnement d'un générateur à bois, des produits de combustion se forment et nécessitent une cheminée pour être évacués de la pièce.

Fabrication de bricolage

Les générateurs électriques à bois n'ont commencé à être produits que récemment et leurs prix sont donc assez élevés. Cela incite les artisans à fabriquer eux-mêmes de tels appareils. La base du générateur est un élément Petelier, c'est-à-dire un convertisseur thermoélectrique qui peut être acheté. Si vous avez besoin d’une petite déchiqueteuse à bois, un élément Petelier récupéré sur un vieil ordinateur fera l’affaire.

Vous aurez besoin d'un stabilisateur de tension, d'un module avec sortie USB, d'un boîtier et d'un refroidisseur pour le refroidissement.

Rapport sur l'une des variantes de cet appareil

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Le jeu en vaut-il la chandelle ?

Les poêles à bois avec générateur électrique ne sont pas encore très populaires. Cela est dû à leur coût élevé et à leur faible puissance de sortie. Certains utilisateurs estiment qu'il est beaucoup plus pratique et rentable d'acheter un générateur électrique fonctionnant à l'essence ou au diesel. D'autres soutiennent que l'option de chauffage au bois est bénéfique car les déchets de bois totalement gratuits peuvent être utilisés comme combustible. Dans tous les cas, lors du choix d'un générateur électrique, vous devez prendre en compte toutes les caractéristiques de vos besoins et conditions spécifiques.

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Fabriquer un générateur thermoélectrique

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Tout d'abord, nous vous proposons de regarder la vidéo sur la fabrication d'un générateur thermoélectrique

Voyons maintenant ce dont nous avons besoin :

Élément Peltier ; - deux canettes en aluminium ou en fer blanc ; - un clip ; - un moteur avec une hélice - de l'eau froide et chaude ;
Le secret d'un générateur simple réside dans l'élément Peltier, qui possède une propriété unique : si vous le chauffez d'un côté et le refroidissez de l'autre, il commence à produire de l'électricité. Cet effet est connu sous le nom de thermoélectrique. La question principale C'est exactement là que vous pouvez prendre l'élément Peltier. Le moyen le plus simple de l'acheter est dans les magasins en ligne de l'Empire du Milieu, en payant environ 30 roubles pour un élément.
Commençons par fabriquer le générateur. La première étape consiste à placer l'élément Peltier entre deux boîtes de conserve.
Ensuite, à l'aide d'un clip, vous devez relier les canettes entre elles, fixant ainsi l'élément.
Après cela, nous connectons le moteur à l'élément en maintenant la polarité des fils.
Versez de l'eau froide dans un réservoir et de l'eau chaude dans le second.

Déjà en train de remplir le deuxième récipient, le moteur commencera à fonctionner en faisant tourner l'hélice. La particularité de la conception réside dans le fait que plus la différence de température de l’eau dans les deux réservoirs est grande, plus l’énergie sera générée. Par exemple, si vous ajoutez un peu de glace dans le premier récipient d’eau froide, le moteur se mettra à tourner plus vite. Cela produira environ 1 volt d’énergie. Le moteur peut tourner pendant plus de 40 minutes.

Notre générateur thermoélectrique est prêt. Ils peuvent non seulement surprendre amis et connaissances, mais aussi les montrer lors d'un cours de physique à l'école, qui sera très instructif pour les étudiants. Devenez auteur du site, publiez vos propres articles, descriptions de produits faits maison et payez le texte. En savoir plus ici.

Un nombre énorme appareils électroniques absorbe l'énergie électrique, qui doit être constamment renouvelée. Sur la route, vous devez emporter avec vous des sources de courant chimiques ou produire de l'électricité à partir d'énergie mécanique à l'aide d'appareils complexes et encombrants.

Type de générateur thermoélectrique

Encore plus tôt, Seebeck a découvert l'apparition de thermo-EMF dans un circuit de conducteurs différents lors du maintien de températures différentes au point de contact. Sur la base des effets thermoélectriques, un élément ou module dit Peltier a été créé, composé de 2 plaques en céramique avec un bimétallique situé entre elles. Lorsqu'un courant électrique est appliqué à travers eux, un côté de la plaque chauffe et l'autre refroidit, ce qui permet de créer des réfrigérateurs à partir d'eux. La figure ci-dessous montre les modules différentes tailles, utilisé dans la technologie.

Modules Peltier de différentes tailles

Le processus est réversible : si vous maintenez une différence de température entre les éléments des deux côtés, ils généreront un courant électrique, ce qui permettra d'utiliser l'appareil comme générateur thermoélectrique pour générer une petite quantité d'électricité.

L'effet Peltier est la libération de chaleur au point de contact de conducteurs différents lorsque le courant électrique les traverse.

Principe de fonctionnement des modules

Au contact de conducteurs différents, de la chaleur est dégagée ou absorbée selon le sens du courant électrique. Le flux d'électrons a une énergie potentielle et cinétique. La densité de courant dans les conducteurs en contact est la même, mais les densités de flux énergétique sont différentes.

Si l'énergie entrant dans le contact est supérieure à l'énergie qui en sort, cela signifie que les électrons sont ralentis au point de transition d'une région à une autre et réchauffent le réseau cristallin (le champ électrique ralentit leur mouvement). Lorsque la direction du courant change, le processus inverse d'accélération des électrons se produit, lorsque l'énergie est extraite du réseau cristallin et que son refroidissement se produit (les directions du champ électrique et le mouvement des électrons coïncident).

La différence d'énergie des charges à la frontière des semi-conducteurs est la plus élevée et l'effet s'y manifeste le plus fortement.

Module Peltier

Le plus courant est le module thermoélectrique (TEM), constitué de semi-conducteurs de type p et n connectés les uns aux autres via des conducteurs en cuivre.

Schéma du principe de fonctionnement du module

Dans un élément, il y a 4 transitions entre le métal et les semi-conducteurs. Dans un circuit fermé, le flux d'électrons se déplace du pôle négatif de la batterie au pôle positif, en passant successivement par chaque transition.

Près de la première transition semi-conductrice cuivre-p, de la chaleur est libérée dans la zone semi-conductrice lorsque les électrons se déplacent vers un état d'énergie plus faible.

Près de la limite suivante avec le métal dans le semi-conducteur, la chaleur est absorbée en raison de « l'aspiration » des électrons de la zone de conductivité p sous l'influence d'un champ électrique.

Lors de la troisième transition, les électrons pénètrent dans le semi-conducteur de type N, où ils ont une énergie plus élevée que dans le métal. Dans ce cas, l’énergie est absorbée et le semi-conducteur est refroidi près de la limite de transition.

La dernière transition s'accompagne d'un processus inverse de dégagement de chaleur dans le n-semi-conducteur dû à la transition des électrons vers une zone à plus faible énergie.

Étant donné que les transitions de chauffage et de refroidissement se font dans des plans différents, l'élément Peltier sera refroidi par le haut et chauffé par le bas.

En pratique, chaque élément contient un grand nombre de transitions de chauffage et de refroidissement, ce qui conduit à la formation d'une différence de température notable, ce qui permet de créer un générateur thermoélectrique.

À quoi ressemble la structure des modules ?

L'élément Peltier contient un grand nombre de parallélépipèdes semi-conducteurs de type p et n, connectés en série avec des cavaliers métalliques - contacts thermiques, l'autre côté en contact avec la plaque céramique.

Le tellurure de bismuth et le germanure de silicium sont utilisés comme semi-conducteurs.

Avantages et inconvénients du TEM

Les avantages d'un module thermoélectrique (TEM) incluent :

• petites tailles;
• la capacité de faire fonctionner à la fois des refroidisseurs et des radiateurs ;
• réversibilité du processus lors du changement de polarité, permettant de maintenir une valeur de température exacte ;
• absence d'éléments mobiles qui s'usent généralement.

Inconvénients des modules :

• faible efficacité (2-3%) ;
• la nécessité de créer une source fournissant une différence de température ;
• consommation d'énergie importante;
• coût élevé.

Malgré leurs inconvénients, les TEM sont utilisés là où les coûts énergétiques élevés ne sont pas importants :

• refroidissement de puces, de pièces d'appareils photo numériques, de lasers à diodes, d'oscillateurs à quartz, de détecteurs infrarouges ;
• l'utilisation de cascades TEM pour atteindre de basses températures ;
• création de réfrigérateurs compacts, par exemple pour voitures ;
• générateur thermoélectrique pour charger appareils mobiles.

À faible productivité Il est conseillé d'utiliser le TEG dans des conditions de camping où il est nécessaire d'obtenir de l'électricité pour recharger. téléphone portable ou une ampoule LED. La simplicité de la conception vous permet de fabriquer un générateur électrique de vos propres mains.

Des sources alternatives sont également panneaux solaires ou une éolienne. Les premiers nécessitent des conditions particulières - la présence de lumière solaire, qui n'est pas toujours disponible. Une autre source est importante et nécessite du vent. Un autre inconvénient est la présence de pièces mobiles qui réduisent la fiabilité et sont lourdes.

Thermogénérateurs industriels

BioLite a développé nouveau modèle pour la randonnée, vous permettant de cuisiner des aliments dans un poêle à bois compact et portable tout en chargeant votre appareil mobile à partir du TEG intégré.

Poêle à bois portatif compact

L'appareil sera utile partout : à la pêche, en randonnée, à la datcha. Tout ce qui brûle peut être utilisé comme combustible.

Lorsque le combustible brûle dans le four, la chaleur est transférée à travers le mur jusqu'au module, qui produit de l'électricité. À une tension de 5 V, la puissance de sortie est de 2 à 4 W, ce qui est largement suffisant pour charger de nombreux types d'appareils mobiles et faire fonctionner l'éclairage LED. La flèche rouge montre la direction du mouvement de la chaleur, la flèche bleue montre l'air froid entrant dans la chambre de combustion, la flèche jaune montre l'alimentation électrique pour faire tourner le ventilateur d'admission d'air et vers la sortie du générateur via USB.

Schéma de fonctionnement du BioLite TEG sur bois

Le four générateur Indigirka, développé par la société Kryotherm de Saint-Pétersbourg, présente les caractéristiques suivantes :

• puissance thermique – 6 kW;
• poids – 56 kg;
• dimensions – 500x530x650 mm;
• e-mail puissance à la tension 5V – 60 W.

Le poêle est un poêle de chauffage et de cuisson conventionnel, doté de générateurs thermoélectriques fixés des deux côtés.

A quoi ressemble le four générateur thermoélectrique "Indigirka" ?

L'appareil est assez pratique, mais le prix est impressionnant - 50 000 roubles. Bien que le poêle soit destiné aux conditions de camping, il ne sera clairement pas abordable pour les chasseurs et pêcheurs ordinaires. En tant que système de chauffage, ce n’est pas meilleur que les modèles conventionnels et moins chers.

Si vous attachez un TEG à un simple poêle, l'appareil fait maison fonctionnera parfaitement.

TEG DIY

Pour assembler un générateur thermoélectrique de vos propres mains, vous avez besoin des éléments suivants :

1. Module. Pour générer du courant électrique, tous les modules ne peuvent pas être utilisés, mais uniquement ceux qui peuvent résister à un chauffage jusqu'à 300-400 0 C. Il est nécessaire de disposer d'une réserve de chauffage, car même en cas de légère surchauffe, l'élément tombe en panne. Les modèles les plus courants sont du type TEC1-12712 sous forme de plaques carrées d'un côté de 40, 50 ou 60 mm.

Si tu prends taille maximale, il suffit d'utiliser un élément dans une conception DIY. Les 3 premiers chiffres du marquage - 127 - signifient combien d'éléments sont contenus dans 1 plaque. Les derniers chiffres indiquent la valeur maximale courant admissible, soit 12 A.

1. Convertisseur boost. Il faut obtenir une tension constante de 5V. Le générateur peut produire moins de tension, qui doit être augmentée. Les appareils sont produits à l'étranger (types 5V NCP1402 et MAX 756) et nationaux (3,3V/5V EK-1674). Pour recharger votre téléphone mobile, vous devez choisir un appareil doté d'un connecteur USB.
2. Chauffage. Les options les plus simples sont un feu, une bougie, une lampe faite maison ou un poêle miniature.
3. Glacière. Le plus simple est d’utiliser de l’eau ou, en hiver, de la neige.
4. Éléments de connexion. Un équipement est nécessaire pour créer la différence de température maximale possible entre les deux côtés de la plaque. Ici le choix appartient aux artisans ; ils utilisent le plus souvent 2 mugs ou casseroles de tailles différentes dont les anses sont sciées et où l'une s'insère dans l'autre. Un module est placé entre eux et fixé avec de la pâte thermique. 2 fils y sont soudés et connectés à un convertisseur de tension.

Pour augmenter l'efficacité du générateur, le fond des surfaces métalliques des tasses ou des casseroles en contact avec la plaque du générateur doit être poli. De plus, un mastic résistant à la chaleur est appliqué sur les espaces entre le fond des tasses plus petites et plus grandes. Ensuite la chaleur issue du chauffage sera localisée à l’emplacement du module.

Les fils entre le module et le convertisseur sont protégés par une isolation et un mastic résistant à la chaleur.

De l'eau est versée dans la tasse intérieure et toute la structure est incendiée. Après quelques minutes, vous pouvez vérifier la tension de sortie avec un multimètre.

Afin d'assembler vous-même un générateur thermoélectrique, vous aurez besoin du matériel suivant :

1. Élément Peltier ;
2. un boîtier issu d'une ancienne alimentation d'ordinateur pour réaliser un mini-foyer ;
3. convertisseur de tension avec sortie USB à 5 V avec entrée 1-5 V ;
4. radiateur avec refroidisseur de processeur ;
5. pâte thermique.

Les coûts ici sont faibles et l'appareil est tout à fait capable de charger téléphone mobile. Le générateur auto-assemblé est un analogue du modèle étranger de BioLite. Si vous l'assemblez avec soin, l'appareil fonctionnera de manière fiable pendant longtemps, car il n'y a rien à casser ici. Il est seulement important de ne pas surchauffer l'élément Peltier, ce qui pourrait provoquer sa panne.

Lorsque vous utilisez un refroidisseur pour refroidir un radiateur, celui-ci doit être connecté à un générateur, après quoi une partie de l'énergie générée sera consacrée au refroidissement.

Malgré la consommation d'énergie supplémentaire, l'efficacité de l'installation augmentera. Si le radiateur devient très chaud pendant le fonctionnement, il est nécessaire de prendre des mesures pour le refroidir. Sinon, l'efficacité de fonctionnement du générateur sera faible.

Les caractéristiques du générateur sont les suivantes :

• tension de sortie – 5 V ;
• puissance de charge – 0,5 A ;
• type de sortie – USB ;
• carburant - n'importe lequel.

L'appareil est fabriqué comme suit :

• démonter l'alimentation en sortant du boîtier ;
• collez le module Peltier sur le radiateur avec de la pâte thermique. Il faut coller avec le côté froid là où le marquage est appliqué ;
• nettoyer et polir la surface latérale extérieure du boîtier d'alimentation et y coller l'élément avec l'autre côté (avec le radiateur) ;
• Soudez les fils de l'entrée du convertisseur de tension aux bornes de la plaque.

Vous pouvez vérifier le TEG en plaçant de fines branches à l'intérieur du foyer et en y mettant le feu. Après quelques minutes, vous pouvez connecter votre téléphone, ce qui nécessite une différence de température de 100 0 C entre les côtés du module pour recharger. La figure ci-dessous montre le générateur assemblé.

Générateur thermoélectrique assemblé bricolage

Lors de l'utilisation du TEG, il est nécessaire de respecter la polarité de connexion des modules.

Vidéo. Générateur thermoélectrique

L'effet Peltier permet de créer de petits générateurs et réfrigérateurs fonctionnant sans pièces mobiles. Améliorer la qualité des modules et réduire la consommation d'énergie des appareils mobiles vous permet de créer de vos propres mains un générateur thermoélectrique pour charger les batteries et fournir une petite quantité d'énergie. divers appareils, où l'efficacité n'est pas particulièrement importante.

L'élément Peltier est connu dans le monde entier depuis longtemps. Au XVIIIe siècle, l'horloger français Jean-Charles Peltier découvrit par hasard un nouvel effet à la frontière de deux métaux : le bismuth et l'antimoine. Il s'agissait d'un changement brusque de la température d'une goutte d'eau placée entre les contacts, qui se transformait en glace lorsqu'un courant était appliqué. Cette propriété était nouvelle pour l'horloger, car jusqu'alors personne scientifique du monde n'a pas présenté de telles informations dans ses documents.

Bien que l'effet soit intéressant, il n'a pas trouvé d'application pratique à cette époque, en raison de la petite quantité d'équipements électroniques nécessitant un refroidissement intensif. Après 2 siècles La découverte du scientifique est restée dans les mémoires car il était urgent de fabriquer un dispositif capable de fournir un refroidissement de haute qualité au cristal chauffant du microprocesseur.

À la suite de nombreuses études dans ce domaine et d'un grand nombre d'expériences pratiques, les scientifiques ont découvert qu'un couple thermoélectrique peut générer une quantité de froid suffisante pour le fonctionnement normal de presque tous les microprocesseurs. Et grâce à leur petite taille, ils ont appris à les intégrer dans des boîtiers de microcircuits, fournissant ainsi leur propre générateur de froid interne.

La découverte de Jean-Charles Pelte a été un formidable élan pour toute l'industrie de la production d'unités de réfrigération mobiles. Aujourd'hui la propriété d'un élément thermoélectrique utilisé dans les techniques suivantes :

• réfrigérateurs portatifs;
• climatiseurs d'automobiles;
• glacières portatives;
• caméras, télescopes et bien plus encore.

Ils sont activement utilisés pour refroidir les microprocesseurs et autres composants électroniques. En plus de l'effet de refroidissement direct, beaucoup ont commencé à utiliser l'élément Peltier comme générateur. Un exemple de ce qui pourrait être lampe de poche avec 3 éléments.

Peu de gens savent que pour établir une communication radio avec le commandement, les soldats mettaient une marmite spéciale sur le feu et préparaient du thé, préparaient du porridge et d'autres articles ménagers, tout en transmettant les informations nécessaires via une station de radio portable..

Comment fabriquer un élément Peltier de vos propres mains ?

Beaucoup de gens s'intéressent à la question : qu'est-ce qu'un élément Peltier de leurs propres mains, comment le fabriquer à la maison ? Cela nécessitera un ajout dosé très précis de diverses substances et matériaux. Il est impossible de fabriquer un tel appareil à la maison, car cela nécessite la technologie et les méthodes de traitement des métaux nécessaires. De plus, dans les mêmes laboratoires, des matériaux particulièrement purs sont nécessaires, ce qui est impossible à réaliser à la maison. Par conséquent, la question de savoir comment fabriquer un module thermoélectrique Peltier peut recevoir une réponse sans ambiguïté. Certainement pas. Mais pour construire système efficace le refroidissement est tout à fait suffisant pour les compétences existantes.

Fabriquer un élément Peltier à partir de diodes

Il y a une opinion sur ce qui peut être fait module thermoélectrique à diodes. Le fait est que chaque paire de semi-conducteurs différents est constituée de deux matériaux avec des conductivités p et n. Et une diode, c'est justement ça. Pour détecter les changements de conductivité lorsqu'il est chauffé, il est nécessaire de sélectionner certains éléments. Mais aucune diode ne permettra d'obtenir une basse température à la surface de l'appareil. Lors de l'application d'un courant important, seul le chauffage peut être obtenu.

Les radioamateurs utilisent des diodes de faible puissance dans une vitrine comme capteur de température. Lorsque vous les connectez à sens inverse et lors du réchauffement, la jonction commence à s'ouvrir et à faire passer le courant dans la direction opposée. Mais cela ne produira pas d’électricité.

Comment fonctionne l'élément Pelte ?

Un module thermoélectrique Peltier sous une forme simplifiée est une paire de plaques constituées de différents métaux, qui peuvent être du bismuth, de l'antimoine, du tellure ou du sélénium. Entre eux se trouvent une paire de semi-conducteurs de type n et p avec des conductivités différentes. Tous formés de métaux différents couples thermoélectriques connectés en série dans un seul circuit. Le résultat est une sorte de matrice composée d'un grand nombre de thermocouples individuels situés entre deux plaques de céramique.

Le module thermoélectrique formé de thermocouples est fabriqué dans un seul boîtier de petites dimensions. Lorsqu'ils sont connectés en série ou en parallèle, il est possible d'améliorer l'effet de refroidissement ou de générer de l'énergie électrique. En mode refroidisseur, la borne positive de la matrice est connectée à la première paire avec un conducteur de type N, le contact négatif est connecté à des conducteurs de type P. Des céramiques spéciales à base d'oxyde d'aluminium et de nitrure sont utilisées comme revêtement extérieur. Cela garantit les meilleures performances de transfert de chaleur des deux côtés, à haute et basse température.

Nombre de thermocouples dans le module n'est limité par rien et peut aller jusqu'à plusieurs centaines. Plus il y en a, plus l’effet rafraîchissant se fait sentir. Pour augmenter l'efficacité de l'élément Peltier, un radiateur avec la plus grande surface de transfert de chaleur est fixé sur son côté froid. La différence de température entre les plaques doit être d'au moins deux dizaines de degrés.

Lorsqu’une tension est appliquée aux plaques, un côté devient chaud et l’autre froid. Lorsque la polarité de la tension d'alimentation change, la température des plaques change de place.

Compte tenu de la complexité et de la fabricabilité, il n'est pas possible de fabriquer un élément thermoélectrique de vos propres mains. Mais il existe toujours des artisans qui proposent leurs développements. L'effet est observé, mais il est impossible d'obtenir une augmentation de l'efficacité sans un laboratoire de recherche spécial. Vous pouvez même trouver une vidéo sur ce sujet avec des conseils étape par étape.

Caractéristiques de l'élément Peltier

Vers les fonctionnalités élément basé sur des paires bimétalliques devrait inclure :

Affichage de la formule

L'effet Peltier implique la circulation d'un courant à travers le contact de deux métaux de conductivités différentes. Il en résulte un dégagement de chaleur ou de froid, qui dépend du sens du courant.

En expression formelle, l'effet Peltier peut être représenté :

Q p=P12 j, où P12 est le coefficient Peltier. L'indicateur dépend du type de métal utilisé et de ses propriétés thermoélectriques.

En plus des avantages, l'appareil présente également certains inconvénients, notamment :

Faible efficacité. Afin d'obtenir une différence de température significative, il est nécessaire de fournir un courant suffisamment important aux plaques.

Pour évacuer efficacement l’énergie thermique, il est nécessaire de prévoir un radiateur.

Mode générateur de l'élément Peltier

La découverte de Jacques-Charles Peltier a littéralement bouleversé le monde, puisque l'appareil peut être utilisé comme générateur universel de chaleur et de froid. En plus de ces fonctions, un autre effet important a été noté : le mode générateur. Si le côté chaud de l'appareil est chauffé et le côté froid est refroidi, une différence de potentiel se produit aux bornes et lorsque le circuit est fermé, le courant commence à circuler.

Générateur basé sur un élément Peltier Vous pouvez le faire vous-même et cela ne nécessite aucune compétence particulière. Mais il faut comprendre que le matériau utilisé par les développeurs chinois ne possède pas les caractéristiques idéales leur permettant d'obtenir un maximum d'énergie. Les modules thermoélectriques disponibles dans la vente suffisent pour :

• recharger des appareils mobiles;
• alimentation pour éclairage LED;
• fabrication d'un récepteur radio autonome et à d'autres fins.

Vous pouvez trouver de nombreuses vidéos sur ce sujet sur description détaillée toutes les étapes. Par conséquent, si vous souhaitez réaliser un module thermoélectrique pour générer de l'énergie, cela est tout à fait possible.

La première étape consiste à commander le nombre requis d'éléments Peltier en tenant compte de leurs caractéristiques. Un appareil d'une puissance de 10 W sur la même e-Bay coûte 15 $. Et ce sera largement suffisant pour recharger les smartphones. Ensuite, il est nécessaire d'assurer une évacuation efficace de la chaleur. À ces fins, un système peut être conçu refroidissement liquide avec circulation naturelle. Et chauffez le côté chaud avec n’importe quelle source de chaleur, y compris un feu ouvert. Par conséquent n'importe quel radioamateur peut fabriquer lui-même un excellent générateur thermoélectrique, que vous pourrez emporter avec vous en randonnée, à la pêche ou à la campagne.

Une cellule standard produit 5 V et 1 W de puissance, ce qui est suffisant pour un petit éclairage. Par exemple, pour fabriquer une lampe de poche chauffée par la chaleur de vos mains. Des éléments prêts à l'emploi avec des tensions de sortie jusqu'à 12 V sont également disponibles à la vente.

Poêle thermoélectrique portable avec mode générateur

Aujourd'hui, vous pouvez trouver de nombreuses façons de fabriquer de vos propres mains un générateur thermoélectrique assez efficace basé sur un élément Peltier. Comme l'un d'eux - poêle portatif avec foyer du vieux unité informatique nutrition. L'élément thermoélectrique Peltier lui-même est fixé sur l'un des côtés du boîtier via de la pâte thermique avec un radiateur de taille impressionnante. Cette installation vous permettra d'obtenir de la chaleur dans n'importe quel endroit pratique, de cuisiner des aliments et de recharger votre téléphone.

Dans ce dernier article, je vais vous dire que ces modules sont non seulement capables de fournir une différence de température sur leurs côtés avec une quantité décente d'électricité, mais qu'ils sont également capables de produire de l'électricité si un côté de l'élément est refroidi de force et que le autre chauffé.

Sans charge, différence de température ~100°C

Lors de ces tests, un petit module TB109-0.6-0.8 s'est porté volontaire, d'une superficie de seulement 3,12 cm². Je vous rappelle son rôle..., son aspect et ses caractéristiques :

Pour tester Peltier en mode générateur électrique, un petit stand a été assemblé, qui contient les appareils suivants : un chauffage, un voltmètre, un ampèremètre et une charge, un radiateur et un morceau de glace dans un sac étanche étaient également nécessaires, et bien sûr le TB109-0.6-0.8 expérimental lui-même. Le radiateur était une résistance de 20 W de 5,6 Ohm, chauffée à environ 80-90 degrés. Pour améliorer le contact thermique de l'élément Peltier avec le radiateur, un joint thermoconducteur Namaconda a été utilisé, retiré d'une alimentation d'ordinateur usée.

Commençons les tests.

Le premier test a été réalisé avec une charge de 1 Ohm connectée aux broches Peltier et un radiateur à température ambiante a été utilisé comme refroidisseur.

Nous avons réussi à obtenir 0,117 V du module à un courant de 119,5 mA ou 14 mW, avec une différence de température d'environ 60 degrés.

Charge 1 Ohm, différence de température ~100°C

Avec une différence de température de 100 degrés, le module a produit de meilleurs résultats, à savoir : 0,21V 0,22A ou 46mW.

Le test suivant a été réalisé avec une charge de 20 ohms.

Charge 20 Ohm, différence de température ~100°C

Le module produisait 1,31 V à un courant de 66 mA ou 86 mW.

Au ralenti, première photo, le module produisait 2,19V.

Conclusion - Les modules Peltier peuvent être utilisés avec succès pour produire de l'électricité. Si le module contient 109 thermocouples, d'une superficie de 3,12 cm². avec une différence de température de 100 degrés, il était capable de produire 86 mW à un volt et demi et plus de 2 V au ralenti, alors un module avec une surface et une différence de température beaucoup plus grandes est suffisant pour alimenter un petit éclairage LED ou une radio , ou pour charger les batteries. Mais malheureusement, leur utilisation est fortement limitée par leur prix.

Exemples d'application : divers TAG, depuis les touristiques portables, qui peuvent être attachés à un pot près du feu et écouter la radio, jusqu'aux RTG, qui servent à alimenter des objets autonomes éloignés et difficiles d'accès (par exemple, des phares). ) ou sur des satellites spatiaux.

Gratitude pour les modules fournis à l’entreprise – Radioélectronique.