Wskazówki: jak wytworzyć darmową energię elektryczną. Co to jest element Peltiera, jego budowa, zasada działania i praktyczne zastosowanie Jak wykonać generator elektryczny na elementach Peltiera

V nowoczesny świat duża liczba sprzęt AGD a inne urządzenia zasilane są energią elektryczną. Jednocześnie w podróż trzeba mieć przy sobie chemiczne źródła prądu zdolne do wytwarzania prądu. Ale możesz też zrobić termogenerator własnymi rękami. Będzie to wymagało pewnych materiałów, narzędzi i pewnej wiedzy.

Odmiany urządzeń

W łańcuchu różnych przewodników o zmiennej temperaturze termo-EMF może wystąpić w punktach styku. Na tej podstawie został opracowany i stworzony tzw. moduł „Peltier”. Składa się z 2 płytek ceramicznych, pomiędzy którymi zainstalowany jest bimetal. Po doprowadzeniu prądu elektrycznego jedna z płytek stopniowo zaczyna się nagrzewać, podczas gdy druga w tym samym czasie stygnie. Ta umiejętność umożliwia wykonanie lodówek z takich elementów.

Ale można również zaobserwować proces odwrotny, gdy różnica temperatur będzie utrzymywana w punktach styku. W takim przypadku płytki zaczną generować prąd elektryczny. Taki moduł można wykorzystać do wygenerowania niewielkiej ilości energii elektrycznej.

Działanie modułu

Termogeneratory energii elektrycznej działają na pewnej zasadzie. Tak więc w zależności od kierunku prądu w styku różnych przewodników obserwuje się pochłanianie lub wydzielanie ciepła. To zależy od kierunku prądu. W tym przypadku gęstość prądu jest taka sama, a energia inna.

Nagrzewanie się sieci krystalicznej obserwuje się, gdy wypływająca energia jest mniejsza niż energia wchodząca w kontakt. Gdy zmienia się kierunek prądu, następuje proces odwrotny. Energia w sieci krystalicznej maleje, więc urządzenie stygnie.

Najpopularniejszy jest moduł termoelektryczny, składający się z przewodników typu p i n, które są połączone za pomocą analogów miedzi. W każdym z elementów znajdują się 4 przejścia, które są chłodzone i podgrzewane. Ze względu na różnicę temperatur możliwe jest stworzenie generatora termoelektrycznego.

Zalety i wady

Niezależnie od tego, czy jest kupowany czy wykonywany ręcznie, generator termoelektryczny ma szereg zalet. Najważniejsze z nich to:

1. Małe wymiary.
2. Możliwość pracy zarówno w urządzeniach grzewczych jak i chłodniczych.
3. Gdy polaryzacja jest odwrócona, proces jest odwracalny.
4. Brak ruchomych elementów, które szybko się zużywają.

Pomimo znaczących zalet takie urządzenie ma pewne wady:

1. Nieznaczna wydajność (tylko 2-3%).
2. Konieczność stworzenia źródła odpowiedzialnego za różnicę temperatur.
3. Znaczne zużycie energii.
4. Wysoka cena kosztu.

Opierając się na powyższych negatywnych i pozytywnych cechach, możemy powiedzieć, że takie urządzenie jest wskazane w przypadku konieczności doładowania telefonu komórkowego, komputer typu tablet lub zapłon żarówka ledowa.

Zrób to sam

Możesz sam zrobić generator termoelektryczny. W tym celu wymagane są niektóre elementy:

Przewody pomiędzy przetwornikiem a modułem muszą być zaizolowane masą termoodporną lub konwencjonalnym uszczelniaczem. Konieczne jest złożenie urządzenia w następującej kolejności:

1. Pozostaw tylko obudowę z zasilacza.
2. Przyklej moduł Peltiera do chłodnicy zimną stroną.
3. Po wcześniejszym oczyszczeniu i wypolerowaniu powierzchni należy przykleić element z drugiej strony.
4. Od wejścia konwertera napięcia należy przylutować przewody do wyjść płytki.

W takim przypadku termogenerator do poprawnej pracy musi posiadać następujące cechy: napięcie wyjściowe - 5 V, rodzaj wyjścia do podłączenia urządzenia - USB (lub dowolne inne w zależności od preferencji), minimalna moc obciążenia powinna wynosić 0,5 A W takim przypadku możesz użyć dowolnego rodzaju paliwa.

Sprawdzenie mechanizmu jest dość proste. Do środka można włożyć kilka suchych i cienkich gałązek. Podpal je, a po kilku minutach podłącz jakieś urządzenie, np. telefon do ładowania. Montaż termogeneratora nie jest trudny. Jeśli wszystko zostanie zrobione poprawnie, to na wycieczki i wędrówki potrwa dłużej niż rok.

Dom " Przydatne porady„Produkty domowej roboty” Jak zrobić generator termoelektryczny własnymi rękami

Każdej osoby interesuje pytanie: jak sprawić, by prąd był wolny i autonomiczny. Zapewniamy, że to wszystko da się zrobić, ale nie jest to takie proste. W tym artykule dowiesz się, jak zrobić generator termoelektryczny własnymi rękami, możesz używać takiego urządzenia podczas wycieczek terenowych, gdy jest katastrofalny brak prądu do ładowania telefonów lub włączania małych lampek. Za pomocą takiego urządzenia można generować prąd elektryczny o napięciu 5 woltów, napięcie to wystarczy do naładowania urządzenia mobilnego lub włączenia lampy LED.

Jak działa generator termoelektryczny Peltiera?

To urządzenie ma złożony mechanizm działania, ale składany był już kilkaset razy, więc możesz być pewien, że odniesiesz sukces. Porozmawiamy o tym, jakie części są potrzebne do złożenia domowej roboty generatora termoelektrycznego, abyś zrozumiał, dlaczego to działa. Urządzenie Peltiera składa się z termopar połączonych szeregowo, umieszczonych pomiędzy płytami ceramicznymi. Tak to wszystko wygląda na zdjęciu. Dowiedz się, jak zrobić mały wentylator USB.

Kiedy prąd elektryczny przepływa przez obwód, powstaje efekt Peltiera, jedna strona modułu nagrzewa się, druga po prostu się ochładza. W związku z tym, jeśli jedna strona zostanie nagrzana mocniej, można uzyskać wyższy prąd i napięcie.

Obecnie elementy Coats są szeroko stosowane w prawie wszystkich układach chłodniczych, najczęściej można je spotkać w lodówkach. Dlatego nie powinieneś mieć większych trudności z doborem materiałów. Aby zrobić domowy generator termoelektryczny, musisz przygotować następujące materiały:

Instrukcja krok po kroku:

Aby wykonać termoelektryczny moduł Peltiera własnymi rękami, musisz wykonać następujące czynności, na tym etapie bądź ostrożny, może pojawić się zbyt wiele problemów. Doskonały artykuł na ten temat: robienie projektora na telefon komórkowy.

Oto kolejny interesujący sposób:

Termoelektryczność otrzymujemy własnymi rękami

Więc wymyśliliśmy, jak zrobić generator termoelektryczny własnymi rękami, teraz przyjrzyjmy się głównym sposobom uzyskania energii elektrycznej z takiego urządzenia.

Teraz powiedzmy jeszcze kilka słów o zasadzie działania takiego urządzenia, aby dało dobre napięcie różnica temperatur powinna wynosić 100 stopni. Jeśli zauważysz, że strona chłodząca jest zbyt gorąca, postaraj się ją schłodzić. Możesz użyć wody lub innych środków, które widzisz pod ręką.

Powiązany artykuł: Wykonanie domowego silnika z akumulatora, drutu i magnesu.

Vse-elektrichestvo.ru

Wytwarzanie darmowej energii elektrycznej - prosty domowy generator

Krótko o zasadzie działania

Aby w przyszłości zrozumieć, dlaczego niektóre części są potrzebne podczas montażu domowego generatora termoelektrycznego, najpierw porozmawiajmy o urządzeniu elementu Peltiera i jego działaniu. Moduł ten składa się z termopar połączonych szeregowo między płytami ceramicznymi, jak pokazano na poniższym rysunku.

Kiedy prąd elektryczny przepływa przez taki obwód, pojawia się tak zwany efekt Peltiera – jedna strona modułu nagrzewa się, a druga stygnie. Dlaczego tego potrzebujemy? Wszystko jest bardzo proste, jeśli postępujesz w odwrotnej kolejności: odpowiednio podgrzewając jedną stronę płyty i ochładzając drugą, możesz wygenerować prąd o małym napięciu i prądzie. Mamy nadzieję, że na tym etapie wszystko jest jasne, dlatego zwracamy się do kursów mistrzowskich, które wyraźnie pokażą, co i jak zrobić generator termoelektryczny własnymi rękami.

Warsztaty montażowe

Tak więc znaleźliśmy w Internecie bardzo szczegółowe, a jednocześnie prosta instrukcja na montażu domowego generatora prądu opartego na piecu i elemencie Peltiera. Najpierw musisz przygotować następujące materiały:

• Sam element Peltiera o parametrach: prąd maksymalny 10 A, napięcie 15 V, wymiary 40*40*3,4 mm. Oznakowanie - TEC 1-12710.
• Stary zasilacz z komputera (z niego potrzebna jest tylko obudowa).
• Stabilizator napięcia, z następującymi charakterystyka techniczna: napięcie wejściowe 1-5 woltów, wyjście - 5 woltów. W tej instrukcji montażu generatora termoelektrycznego zastosowano moduł z wyjściem USB, który uprości proces ładowania nowoczesnego telefonu lub tabletu.
• Kaloryfer. Możesz go natychmiast wyjąć z procesora za pomocą chłodnicy, jak pokazano na zdjęciu.
• Pasta termiczna.

Po przygotowaniu wszystkich materiałów możesz samodzielnie przystąpić do wykonania urządzenia. Aby więc było dla Ciebie jaśniejsze, jak samemu zrobić generator, zapewniamy mistrzowską lekcję krok po kroku ze zdjęciami i szczegółowe wyjaśnienie:

Generator termoelektryczny działa w następujący sposób: zasypujesz drewno wewnątrz pieca, podpalasz i czekasz kilka minut, aż jeden z boków płyty się nagrzeje. Aby naładować telefon konieczne jest, aby różnica temperatur pomiędzy różnymi stronami wynosiła około 100°C. Jeśli część chłodząca (grzejnik) się nagrzeje, należy ją schłodzić wszelkimi możliwymi metodami - delikatnie zalać ją wodą, postawić na nią kubek z lodem itp. A oto film, który wyraźnie pokazuje, jak działa domowy generator elektryczny opalany drewnem:

Możesz również zainstalować wentylator komputerowy po zimnej stronie, jak pokazano w drugiej wersji domowej roboty generatora termoelektrycznego z elementem Peltiera:

W takim przypadku chłodnica zużyje niewielką część mocy agregatu prądotwórczego, ale ostatecznie system będzie miał wyższą wydajność. Oprócz ładowania telefonu, moduł Peltiera może służyć jako źródło zasilania dla diod LED, co jest równie użyteczną opcją dla generatora. Nawiasem mówiąc, druga wersja domowego generatora termoelektrycznego ma nieco podobny wygląd i konstrukcję. Jedynym ulepszeniem, poza systemem chłodzenia, jest możliwość regulacji wysokości tzw. palnika. W tym celu autor elementu wykorzystuje „body” płyty CD-ROM (jedno ze zdjęć wyraźnie pokazuje, jak samodzielnie wykonać konstrukcję).

Jeśli za pomocą tej techniki wykonasz generator termoelektryczny własnymi rękami, możesz mieć na wyjściu napięcie do 8 woltów, więc aby naładować telefon, nie zapomnij podłączyć konwertera, który pozostawi tylko 5 V na wyjściu .

Cóż, ostatnią wersję domowego źródła energii elektrycznej dla domu można przedstawić za pomocą następującego schematu: element - dwie aluminiowe „cegły”, miedziana rura (chłodzenie wodą) i palnik. Rezultatem jest wydajny generator, który pozwala generować darmową energię elektryczną w domu!

Drugi eksperyment z wodą

Więc dostarczyliśmy trzy proste opcje przyrząd domowej roboty, który można złożyć z dostępnych narzędzi. Teraz już wiesz, jak zrobić generator termoelektryczny własnymi rękami, na czym polega zasada działania elementu Peltiera i do czego można go wykorzystać!

Ciekawie będzie przeczytać:

Oryginalny pomysł - ciepła woda jako źródło ciepła

Wytwarzanie energii elektrycznej z ognia

Drugi eksperyment z wodą

samlectrik.ru

Przegląd agregatów prądotwórczych opalanych drewnem

Generatory prądu stały się ostatnio coraz bardziej popularnym towarem. Są potrzebne do autonomicznego zasilania w różnych sytuacjach. Generator elektryczny opalany drewnem pozwoli uzyskać prąd elektryczny niemal wszędzie. Urządzenie składa się z paleniska oraz elementu zamieniającego energię cieplną na energię elektryczną. Ten element jest podgrzewany z jednej strony i chłodzony z drugiej. Rezultatem jest wytwarzanie energii elektrycznej. W rzeczywistości jest to piec z elementem konwertera energii.

Taki generator można kupić gotowy, lub można go nawet złożyć ze złomu, co będzie kosztować dosłownie grosz.

Kto potrzebuje generatora prądu opalanego drewnem?

Generator elektryczny opalany drewnem najlepiej nadaje się jako zapasowe źródło zasilania w wiejskim domu lub małym domu, a także jako główne autonomiczne źródło energii elektrycznej podczas wędrówki lub podczas rekreacji na świeżym powietrzu.

Oprócz generowania prądu, główną funkcję pełni piekarnik generatorowy - ogrzewa pomieszczenie, dodatkowo można na nim gotować jedzenie i gotować wodę.

Generator nie wytwarza 12 woltów prądu stałego. Jeśli podłączysz falownik, możesz przekonwertować prąd stały na przemienne 220 woltów.

Jak każde urządzenie, generator elektryczny opalany drewnem ma swoje zalety i wady. Porównując je możesz zrozumieć, ile potrzebujesz takiego pieca i który wybrać.

Zalety

• Możliwość ogrzewania pomieszczenia do 50 m3 oraz gotowania,
• Ścisłość,
• Długa żywotność,
• Możliwość wykorzystania nie tylko drewna opałowego, ale również odpadów drzewnych,
• Niski koszt energii,
• Możliwość samodzielnego wykonania.

Przeczytaj także: Przegląd źródeł nieprzerwana dostawa energii do domu i ogrodu

niedogodności

• Wysoka cena gotowego pieca generatorowego,
• Niska moc (około 50-60 W) i napięcie sieciowe (12 V).

Zasadniczo generator prądu opalany drewnem pozwala na podłączenie oświetlenia w małym domu i zapewnia ładowanie telefonów i innych gadżetów.

Możesz podłączyć radio lub przenośny telewizor. W razie potrzeby możesz użyć falownika, aby uzyskać więcej Wysokie napięcie w sieci, czyli zwykłe 220 woltów. Wyprodukowane dzisiaj różne modele generatory opalane drewnem: od urządzenia kompaktowe ważące do 1 kilograma, które wygodnie zabrać ze sobą do natury, do autonomicznych elektrowni opalanych drewnem o mocy do 100 kW, które mogą zapewnić energię elektryczną dla małej produkcji.

Zachowaj ostrożność podczas korzystania z generatorów opalanych drewnem, ponieważ są to urządzenia z „żywym” ogniem. Pamiętaj, aby przestrzegać środków ostrożności, zwłaszcza podczas korzystania z ręcznie robionych piekarników.

Przegląd modeli

Możesz kupić generator elektryczny na drewno w wyspecjalizowanych firmach. Skontaktuj się z nimi i uzyskaj wyczerpujące informacje wygodnie na stronach tych firm:

• sklep internetowy AvtoStudio
• strona madrobots.ru,
• Firma Termofor.

Zwracamy uwagę na kilka modeli takich pieców-generatorów przeznaczonych na potrzeby domowe.

Modele przenośne

Reprezentują je zrębki i grille wyposażone w element elektrokonwertujący. Taki piec nadaje się do podgrzania jedzenia podczas wędrówki, można na nim podgrzać kubek herbaty, usmażyć mały kawałek mięsa i jednocześnie naładować gadżety. Nie są przeznaczone na więcej.

Na przykład piec BioLite CampStove może pracować na dowolnym paliwie drzewnym: gałązkach, wiórach, szyszkach. Dostarcza do 5W mocy i jest wyposażony w USB. Aby zagotować litr wody, wystarczy trochę drewna, a zajmie to dosłownie 5 minut. BioLite CampStove cena 9 600 rubli.

Indigirka

Piec Indigirka to najbardziej znany model agregatów prądotwórczych opalanych drewnem. Piec ten ogrzewa pomieszczenie do 50 m3, waży 37 kg, wykonany jest ze stali żaroodpornej i służy od kilkunastu lat. Objętość paleniska wynosi 30 litrów. Napięcie wyjściowe Indigirki - maksymalnie 12 woltów moc wyjściowa- 50 watów. Oczywiście głównym celem pieca jest ogrzewanie, wygodny żeliwny palnik pozwala na gotowanie jedzenia lub ciepłej herbaty. Jako generator elektryczny piec jest w stanie pracować w ciągu 15 minut po zapaleniu.

Przeczytaj też: Wybór kompresora samochodowego do pompowania opon

Pakiet zawiera

• Kabel z zaciskiem krokodylkowym,
• Kabel z wtyczką jak zapalniczka samochodowa,
• USB 5 woltów.

Oczywiście 50 W to niewiele, ale 2-3 lampy LED do oświetlenia, 10-calowy telewizor i ładowarka do telefonu komórkowego będą w stanie „wyciągnąć” taki prądnicę.

Indigirka 2

Jest to zaktualizowany model, który jest nieco większy i wytwarza o 10 W więcej prądu, czyli o 60, co daje dodatkowe funkcje.

Koszt takiego pieca to około 30 000 - 50 000 rubli, w zależności od konfiguracji i dostawcy.

Piece Kibor z generatorem elektrycznym

Kibor przedstawia dwa modele agregatów prądotwórczych opalanych drewnem. Pierwszy model waży tylko 22 kilogramy, ma pojemność paleniska 30 litrów i moc wyjściową 25 watów. Taki piec kosztuje 45 000 rubli.

Mocniejszy model jest w stanie dostarczyć 60 watów. Jest większy, waży 59 kilogramów i ma 60 litrów pojemności paleniska. Cena - 60 000 rubli.

Generator termoelektryczny

Nie ma konieczności kupowania całego piekarnika z generatorem elektrycznym. Generator termoelektryczny, który jest montowany na gorących powierzchniach, można dokupić osobno i dostosować do istniejącego pieca. Taka jednostka kosztuje około 15 000 rubli.

Podczas pracy generatora opalanego drewnem powstają produkty spalania, aby usunąć je z pomieszczenia, wymagany jest komin.

Zrób to sam

Od niedawna zaczęto produkować generatory elektryczne na drewno, więc ich ceny są dość wysokie. Skłania to rzemieślników do samodzielnego wykonywania takich urządzeń. Podstawą generatora jest element Peteliera, czyli konwerter termoelektryczny, który można dokupić. Jeśli szukasz małego drzaka, możesz użyć pętli usuniętej ze starego komputera.

Potrzebny będzie regulator napięcia, moduł z wyjściem USB, obudowa, chłodnica do chłodzenia.

Reportaż o jednym z wariantów tego urządzenia

Przeczytaj także: Przestudiujmy urządzenie i zasadę działania sprężarki tłokowej

Czy gra jest warta świeczki?

Do tej pory piece opalane drewnem z generatorem elektrycznym nie są zbyt popularne. Wynika to z ich wysokich kosztów i niskiej mocy wyjściowej. Niektórzy użytkownicy uważają, że dużo wygodniej i korzystniej jest kupić generator elektryczny zasilany benzyną lub olejem napędowym. Inni twierdzą, że opcja spalania drewna jest korzystna, ponieważ jako paliwo można wykorzystać całkowicie bezpłatne odpady drzewne. W każdym razie, wybierając generator elektryczny, musisz wziąć pod uwagę wszystkie cechy swoich konkretnych potrzeb i warunków.

brak komentarzy

generatorexperts.ru

Wykonanie generatora termoelektrycznego

W kontakcie z

Przede wszystkim sugerujemy zapoznanie się z filmem na temat produkcji generatora termoelektrycznego

Teraz dowiedzmy się, czego potrzebujemy:

Element Peltiera - dwie puszki aluminiowe lub blaszane - klips - silnik ze śmigłem - woda zimna i ciepła.
Sekret prostego generatora tkwi w elemencie Peltiera, który ma wyjątkową właściwość: ogrzewany z jednej strony i chłodzony z drugiej, zaczyna wytwarzać prąd. To właśnie ten efekt jest znany jako termoelektryczny. Główne pytanie właśnie tam możesz zabrać element Peltiera. Najłatwiej jest kupić go w sklepach internetowych w Niebiosach, płacąc około 30 rubli za jeden przedmiot.
Zacznijmy tworzyć generator. Pierwszym krokiem jest umieszczenie elementu Peltiera między dwiema puszkami.
Następnie za pomocą klipsa należy połączyć ze sobą puszki, mocując w ten sposób element.
Następnie podłączamy silnik do elementu, zachowując biegunowość przewodów.
Wlej zimną wodę do jednego zbiornika, a gorącą do drugiego.

Już w trakcie napełniania drugiego pojemnika, silnik zacznie działać, obracając śmigło. Wyjątkowość konstrukcji polega na tym, że im większa różnica temperatur wody w dwóch zbiornikach, tym więcej energii zostanie wygenerowane. Na przykład, jeśli do pierwszego pojemnika z zimną wodą dodasz trochę lodu, silnik zacznie się szybciej obracać. Wygeneruje to około 1 wolta energii. Silnik może pracować dłużej niż 40 minut.

Nasz generator termoelektryczny jest gotowy. Mogą nie tylko zaskoczyć przyjaciół i znajomych, ale także pokazać je na lekcji fizyki w szkole, co będzie dość pouczające dla uczniów. Zostań autorem serwisu, publikuj własne artykuły, opisy domowych produktów za opłatą za tekst. Więcej szczegółów tutaj.

Ogromna liczba urządzeń elektronicznych pochłania energię elektryczną, która musi być stale odnawiana. W trasie trzeba mieć przy sobie chemiczne źródła prądu lub generować prąd z energii mechanicznej za pomocą skomplikowanych i nieporęcznych urządzeń.

Rodzaj generatora termoelektrycznego

Już wcześniej Seebeck odkrył pojawienie się termo-EMF w obwodzie odmiennych przewodników, przy jednoczesnym utrzymywaniu różnych temperatur w miejscu styku. W oparciu o efekty termoelektryczne powstał tzw. element lub moduł „Peltiera”, czyli 2 płytki ceramiczne z umieszczonym pomiędzy nimi bimetalem. Gdy przepływa przez nie prąd elektryczny, jedna strona płyty nagrzewa się, a druga stygnie, co umożliwia tworzenie z nich lodówek. Poniższy rysunek przedstawia moduły różne rozmiary stosowane w technologii.

Moduły Peltiera o różnych rozmiarach

Proces jest odwracalny: jeśli na elementach z obu stron zostanie utrzymana różnica temperatur, zostanie w nich wygenerowany prąd elektryczny, co pozwoli na wykorzystanie urządzenia jako generatora termoelektrycznego do generowania niewielkiej ilości energii elektrycznej.

Efekt „Peltiera” polega na wydzielaniu ciepła w miejscu styku odmiennych przewodników, gdy przepływa przez nie prąd elektryczny.

Zasada modułów

Na styku różnych przewodników ciepło jest uwalniane lub pochłaniane, w zależności od kierunku prądu elektrycznego. Przepływ elektronów ma energię potencjalną i kinetyczną. Gęstość prądu w stykających się przewodach jest taka sama, ale gęstości strumienia energii są różne.

Jeżeli energia dopływająca do styku jest większa niż energia z niego wypływająca, oznacza to, że elektrony są wyhamowywane w punkcie przejścia z jednego obszaru do drugiego i podgrzewają sieć krystaliczną (pole elektryczne spowalnia ich ruch). Gdy zmienia się kierunek prądu, następuje odwrotny proces przyspieszania elektronów, gdy energia jest pobierana z sieci krystalicznej i ochładza się (kierunki pola elektrycznego i ruchu elektronów pokrywają się).

Różnica energii ładunków na granicy półprzewodników jest największa i efekt jest w nich najbardziej wyraźny.

Moduł Peltiera

Najpopularniejszy moduł termoelektryczny (TEM), który jest półprzewodnikami typu p i n, połączonymi przewodami miedzianymi.

Schemat zasady działania modułu

W jednym elemencie występują 4 przejścia między metalem a półprzewodnikami. W obwodzie zamkniętym przepływ elektronów przesuwa się od ujemnego bieguna akumulatora do dodatniego, kolejno przechodząc przez każde przejście.

W pobliżu pierwszego przejścia miedź - półprzewodnik typu p ciepło jest uwalniane w strefie półprzewodnika, ponieważ elektrony przechodzą w stan o niższej energii.

W pobliżu następnej granicy z metalem w półprzewodniku ciepło jest pochłaniane w wyniku „zasysania” elektronów ze strefy przewodnictwa p pod działaniem pola elektrycznego.

W trzecim przejściu elektrony wchodzą do półprzewodnika typu n, gdzie mają więcej energii niż w metalu. W tym przypadku energia jest pochłaniana, a półprzewodnik jest chłodzony w pobliżu granicy przejścia.

Ostatniemu przejściu towarzyszy odwrotny proces wydzielania ciepła w n-półprzewodniku na skutek przejścia elektronów do pasma o niższej energii.

Ponieważ przejścia między ogrzewaniem a chłodzeniem przebiegają w różnych płaszczyznach, element Peltiera będzie chłodził od góry i nagrzewał się od dołu.

W praktyce każdy element zawiera dużą liczbę przejść grzewczych i chłodzących, co prowadzi do powstania zauważalnej różnicy temperatur, co umożliwia stworzenie generatora termoelektrycznego.

Jak wygląda struktura modułu

Element „Peltiera” zawiera dużą liczbę równoległościanów półprzewodnikowych typu p i n, połączonych szeregowo metalowymi zworami - stykami termicznymi, przy czym druga strona styka się z płytą ceramiczną.

Jako półprzewodniki stosuje się tellurek bizmutu i germanek krzemu.

Zalety i wady TEM

Do zalet modułu termoelektrycznego (TEM) należą:

• mały rozmiar;
• możliwość pracy zarówno chłodnic, jak i grzałek;
• odwracalność procesu przy zmianie polaryzacji, pozwalająca na utrzymanie dokładnej wartości temperatury;
• brak ruchomych elementów, które zwykle się zużywają.

Wady modułów:

• niska wydajność (2-3%);
• potrzeba stworzenia źródła zapewniającego różnicę temperatur;
• znaczne zużycie energii elektrycznej;
• wysoka cena.

Pomimo wad, TEM stosuje się tam, gdzie duże zużycie energii nie ma znaczenia:

• chłodzenie chipów, części aparatów cyfrowych, laserów diodowych, oscylatorów kwarcowych, detektorów podczerwieni;
• zastosowanie kaskad TEM, pozwalających na osiągnięcie niskiej temperatury;
• tworzenie kompaktowych lodówek, na przykład do samochodów;
• generator termoelektryczny do ładowania urządzenia mobilne.

Przy niskiej wydajności TEG jest zalecany do stosowania w warunkach polowych, gdzie wymagane jest pozyskiwanie energii elektrycznej do ładowania. komórka lub żarówka LED. Prostota konstrukcji pozwala na wykonanie generatora elektrycznego własnymi rękami.

Alternatywne źródła są również panele słoneczne lub generator wiatrowy. W przypadku tych pierwszych wymagane są specjalne warunki - obecność światła słonecznego, które nie zawsze może być dostępne. Inne źródło jest duże i wymaga wiatru. Kolejną ich wadą jest obecność ruchomych części, które zmniejszają niezawodność i są ciężkie.

Termogeneratory przemysłowe

BioLite się rozwinęło nowy model do wędrówek, który pozwala gotować jedzenie w kompaktowym przenośnym piecu opalanym drewnem i jednocześnie ładować urządzenie mobilne z wbudowanego TEG.

Kompaktowy przenośny piec opalany drewnem

Urządzenie przydaje się wszędzie: na wyprawie wędkarskiej, na wędrówce, na wsi. Wszystko, co się pali, może być wykorzystane jako paliwo.

Gdy paliwo spala się w palenisku, ciepło przekazywane jest przez ścianę do modułu, który wytwarza energię elektryczną. Przy napięciu 5V moc wyjściowa to 2-4W, co w zupełności wystarcza do ładowania wielu rodzajów urządzeń mobilnych oraz obsługi oświetlenia LED. Czerwona strzałka pokazuje kierunek ruchu ciepła, niebieska - zimne powietrze do paleniska, żółta - doprowadzenie prądu do obrotów wentylatora wyciągowego powietrza i wyjścia generatora przez USB.

Schemat TEG firmy BioLite na drewnie

Piec-generator Indigirka, opracowany przez petersburskie przedsiębiorstwo Kriotherm, ma następujące cechy:

• moc cieplna - 6 kW;
• waga - 56 kg;
• wymiary - 500x530x650 mm;
• e-mail moc przy napięciu 5V - 60 W.

Piec to konwencjonalna kuchenka grzewczo-gotująca, w której po obu stronach zamocowane są generatory termoelektryczne.

Jak wygląda generator termoelektryczny „Indigirka”?

Urządzenie jest dość wygodne, ale cena jest imponująca - 50 tysięcy rubli. Chociaż piec jest przeznaczony do warunków polowych, z pewnością nie będzie na niego dostępny dla zwykłych myśliwych i rybaków. Jako grzejnik nie jest lepszy od konwencjonalnych i tańszych modeli.

Jeśli podłączysz TEG do prostego piekarnika, urządzenie do majsterkowania sprawdzi się idealnie.

DIY TEG

Do ręcznego montażu generatora termoelektrycznego potrzebne są następujące elementy:

1. Moduł. Do generowania prądu elektrycznego nie można stosować wszystkich modułów, ale tylko te, które są w stanie wytrzymać nagrzewanie do 300-400 0 C. Obecność marginesu grzewczego jest konieczna, ponieważ nawet przy niewielkim przegrzaniu element ulega awarii. Najpopularniejszymi modelami typu TEC1-12712 są kwadratowe płytki o boku 40, 50 lub 60 mm.

Jeśli weźmiesz największy rozmiar, wystarczy zastosować jeden element w samodzielnie wykonanej konstrukcji. Pierwsze 3 cyfry oznaczenia - 127 oznaczają, ile elementów zawiera 1 tabliczka. Ostatnie liczby pokazują maksymalny dopuszczalny prąd, który wynosi 12 A.

1. Wzmacniacz. Konieczne jest uzyskanie stałego napięcia 5V. Generator może dostarczać mniejsze napięcie, które należy zwiększyć. Urządzenia produkowane są przez zagraniczne (typy 5V NCP1402 i MAX 756) oraz krajowe (3,3V/5V EK-1674). Aby naładować telefon komórkowy należy wybrać urządzenie ze złączem USB.
2. Podgrzewacz. Najprostsze opcje to ogień, świeca, lampa domowej roboty lub miniaturowy piec.
3. Chłodnica. Najprościej jest skorzystać z wody lub zimą – śniegu.
4. Elementy łączące. Wymagane jest wyposażenie w celu uzyskania jak największej różnicy temperatur między dwoma stronami płyty. Tutaj wybór należy do rzemieślników, najczęściej używają 2 kubków lub garnków różnej wielkości, z których odcina się uchwyty i wkłada się jeden w drugi. Pomiędzy nimi umieszczany jest moduł i mocowany pastą termiczną. 2 przewody są do niego przylutowane i podłączone do konwertera napięcia.

Aby zwiększyć wydajność generatora, dna metalowych powierzchni kubków lub garnków stykających się z płytą generatora należy wypolerować. Dodatkowo na przestrzenie między dnami mniejszych i większych kubków nakładany jest termoodporny uszczelniacz. Wtedy ciepło z ogrzewania będzie zlokalizowane w lokalizacji modułu.

Przewody pomiędzy modułem a przetwornikiem zabezpieczone są izolacją i uszczelniaczem odpornym na wysoką temperaturę.

Do wewnętrznego kubka wlewa się wodę i podpala się całą konstrukcję. Po kilku minutach możesz sprawdzić napięcie wyjściowe za pomocą multimetru.

Do samodzielnego montażu generatora termoelektrycznego potrzebne będą materiały:

1. Element Peltiera”;
2. obudowa ze starego zasilacza komputerowego do produkcji mini paleniska;
3. konwerter napięcia z wyjściem USB na 5V na wejściu 1-5V;
4. radiator z chłodnicą od procesora;
5. pasta termiczna.

Koszty są niewielkie, a urządzenie całkiem dobrze się ładuje telefon komórkowy... Samozbierający się generator jest analogiem zagranicznego modelu BioLite. Jeśli złożysz go starannie, urządzenie będzie działać niezawodnie przez długi czas, ponieważ nie ma tu nic do złamania. Ważne jest tylko, aby nie przegrzać elementu „Peltiera”, co może spowodować jego awarię.

Używając chłodnicy do chłodzenia chłodnicy, należy ją podłączyć do generatora, po czym część wytworzonej energii będzie przeznaczona na chłodzenie.

Pomimo dodatkowego zużycia energii, sprawność instalacji wzrośnie. Jeśli grzejnik bardzo się nagrzewa podczas pracy, konieczne jest podjęcie działań w celu jego schłodzenia. W przeciwnym razie sprawność generatora będzie niska.

Charakterystyka generatora jest następująca:

• napięcie wyjściowe - 5V;
• moc obciążenia - 0,5A;
• typ wyjścia - USB;
• paliwo - dowolne.

Urządzenie produkowane jest w następujący sposób:

• zdemontować zasilacz, pozostawiając obudowę;
• przyklej moduł Peltiera do grzejnika pastą termoprzewodzącą. Konieczne jest przyklejenie zimnej strony, na której naniesiono oznaczenie;
• oczyść i wypoleruj zewnętrzną powierzchnię boczną obudowy zasilacza i przyklej do niej element drugą stroną (wraz z radiatorem);
• przylutuj przewody z wejścia przetwornika napięcia do zacisków płytki.

Możesz sprawdzić TEG, jeśli włożysz cienkie gałązki do paleniska i podpalisz je. Po kilku minutach można podłączyć telefon, którego ładowanie wymaga różnicy temperatur pomiędzy bokami modułu 100 0 C. Poniższy rysunek przedstawia generator w montażu.

Generator termoelektryczny zmontowany, wykonany ręcznie

Podczas korzystania z TEG należy zwrócić uwagę na biegunowość podłączenia modułów.

Wideo. Generator termoelektryczny

Efekt Peltiera pozwala tworzyć małe generatory i lodówki, które działają bez ruchomych części. Poprawa jakości modułów i zmniejszenie zużycia energii przez urządzenia mobilne pozwala na stworzenie własnymi rękami generatora termoelektrycznego do ładowania akumulatorów i zasilania różnych urządzeń niewielką ilością energii, gdzie sprawność tak naprawdę nie ma znaczenia.

Element Peltiera stał się znany światu od dawna. Jeszcze w XVIII wieku francuski zegarmistrz Jean-Charles Peltier całkiem przypadkowo odkrył dla siebie nowy efekt na pograniczu dwóch metali: bizmutu i antymonu. Polegała ona na gwałtownej zmianie temperatury umieszczonej między stykami kropli wody, która pod wpływem prądu zamieniała się w lód. Ta właściwość stała się dla zegarmistrza nowością, bo do tej pory nie było ani jednego światowy naukowiec nie przedstawił takich informacji w swoich materiałach.

Choć efekt był ciekawy, nie znalazł wówczas praktycznego zastosowania, co wynikało z niewielkiej ilości sprzętu elektronicznego, który wymagałby intensywnego chłodzenia. 2 wieki później przypomnieli sobie odkrycie naukowca, ponieważ istniała pilna potrzeba stworzenia urządzenia, które mogłoby zapewnić wysokiej jakości chłodzenie kryształu mikroprocesora grzewczego.

W wyniku licznych badań w tej dziedzinie i ogromnej liczby praktycznych eksperymentów naukowcy odkryli, że para termoelektryczna może generować wystarczająco dużo zimna do normalnej pracy prawie każdego mikroprocesora. A dzięki swoim niewielkim rozmiarom nauczyli się osadzić je w obudowach mikroukładów, zapewniając w ten sposób własny wewnętrzny generator zimna.

Odkrycie Jeana-Charlesa Pelte było ogromnym impulsem dla całej branży chłodnictwa mobilnego. Dziś własność elementu termoelektrycznego stosowany w następującej technice:

• lodówki przenośne;
• klimatyzatory samochodowe;
• przenośne lodówki;
• kamery, teleskopy i wiele więcej.

Są aktywnie wykorzystywane do chłodzenia mikroprocesorów i innych elementów sprzętu elektronicznego. Oprócz bezpośredniego efektu chłodzenia, wielu zaczęło używać elementu Peltiera jako generatora. Przykładem może być latarka na 3 elementach.

Niewielu wie, że aby nawiązać łączność radiową z dowództwem, żołnierze podpalali specjalny garnek i parzyli herbatę, przygotowywali owsiankę i inne artykuły gospodarstwa domowego, a w tym czasie przekazywali niezbędne informacje za pośrednictwem przenośnej radiostacji.

Jak zrobić element Peltiera własnymi rękami?

Wiele osób interesuje pytanie, co to jest element Peltiera „zrób to sam”, jak zrobić go w domu? Będzie to wymagało bardzo dokładnego dozowania różnych substancji i materiałów. Takiego urządzenia nie da się zrobić w domu, bo trzeba mieć technologię i niezbędne metody obróbki metalu. Ponadto w tych samych laboratoriach wymagane są materiały o wysokiej czystości, czego nie można uzyskać w domu. Dlatego na pytanie, jak wykonać termoelektryczny moduł Peltiera, można odpowiedzieć jednoznacznie. Nie ma mowy. Ale budować skuteczny system chłodzenie jest w zupełności wystarczające z dostępnych umiejętności.

Wykonanie elementu Peltiera z diod

Jest opinia, co można zrobić diodowy moduł termoelektryczny... Faktem jest, że każda para odmiennych półprzewodników to dwa materiały o przewodności p i n. A dioda jest właśnie taka. Aby wykryć zmianę przewodności podczas ogrzewania, konieczne jest wybranie określonych elementów. Ale aby uzyskać niską temperaturę na powierzchni urządzenia, nie pomogą żadne diody. Przy zastosowaniu dużego prądu można osiągnąć tylko rozgrzanie.

Radioamatorzy jako czujnik temperatury wykorzystują diody małej mocy w szklanej obudowie. Po podłączeniu ich do odwrotny kierunek a kiedy złącze się nagrzewa, zaczyna się otwierać i przepuszczać prąd w przeciwnym kierunku. Ale jednocześnie nie będzie generować prądu.

Jak działa element Pelte?

Moduł termoelektryczny Peltiera w uproszczonej formie to para płytek wykonanych z różnych metali, którymi może być bizmut, antymon, tellur lub selen. Pomiędzy nimi znajduje się para półprzewodników o różnej przewodności typu n i p. Wszystkie utworzone z różnych metali pary termoelektryczne połączone szeregowo w jednym obwodzie. Rezultatem jest rodzaj matrycy wielu pojedynczych termopar umieszczonych pomiędzy dwiema płytkami ceramicznymi.

Moduł termoelektryczny utworzony przez termopary jest produkowany w jednej małej obudowie. Łącząc je szeregowo lub równolegle można wzmocnić efekt chłodzenia lub wygenerować energię elektryczną. W trybie chłodniejszym dodatni zacisk matrycy jest połączony z pierwszą parą przewodem typu n, ujemny styk jest połączony z przewodami typu p. Jako płyty zewnętrzne stosuje się specjalną ceramikę wykonaną na bazie tlenku glinu i azotku. Zapewnia to najlepszą wydajność rozpraszania ciepła po obu stronach, zarówno w wysokich, jak i niskich temperaturach.

Liczba termopar w module nie jest niczym ograniczona i może wynosić nawet kilkaset. Im ich więcej, tym lepiej odczuwalny jest efekt chłodzenia. Aby zwiększyć wydajność elementu Peltiera, po jego zimnej stronie przymocowany jest grzejnik o największej powierzchni wymiany ciepła. Różnica temperatur między płytami musi wynosić co najmniej dwie dziesiątki stopni.

Po przyłożeniu napięcia do płyt jedna ze stron staje się gorąca, a druga zimna. Gdy polaryzacja napięcia zasilającego jest odwrócona, temperatura płyt zmienia się miejscami.

Biorąc pod uwagę złożoność i możliwości produkcyjne, wykonanie elementu termoelektrycznego własnymi rękami nie jest możliwe. Ale wciąż są rzemieślnicy, którzy oferują swoje rozwiązania. Efekt jest obserwowany, ale nie da się go uzyskać w celu zwiększenia wydajności bez specjalnego laboratorium badawczego. Możesz nawet znaleźć film na ten temat z przewodnikiem krok po kroku.

Cechy elementu Peltiera

Do funkcji element oparty na parach bimetalicznych powinno zawierać:

Mapowanie formuł

Efekt Peltiera polega na przepływie prądu przez kontakt dwóch metali o różnej przewodności. W wyniku tego uwalniane jest ciepło lub zimno, co zależy od kierunku przepływu prądu.

W umownym wyrażeniu efekt Peltiera można przedstawić:

Q p = P12 j, gdzie P12 jest współczynnikiem Peltiera... Wskaźnik zależy od rodzaju użytego metalu, jego właściwości termoelektrycznych.

Oprócz zalet w urządzeniu można wyróżnić pewne wady, do których należy zaliczyć:

Słaba efektywność. Aby uzyskać znaczną różnicę temperatur, konieczne jest doprowadzenie do płyt odpowiednio dużego prądu.

Do efektywnego odprowadzania energii cieplnej konieczne jest zapewnienie grzejnika.

Tryb generatora elementu Peltiera

Odkrycie Jacquesa-Charlesa Peltiera dosłownie przewróciło świat do góry nogami, ponieważ urządzenie może służyć jako uniwersalny generator ciepła i zimna. Oprócz tych funkcji zauważono inny ważny efekt - tryb generatora. Jeśli ciepła strona urządzenia jest podgrzewana, a zimna jest chłodzona, to na zaciskach powstaje różnica potencjałów, a po zamknięciu obwodu zaczyna płynąć prąd.

Generator elementów Peltiera możesz to zrobić sam i nie wymaga to specjalnych umiejętności. Należy jednak rozumieć, że materiał używany przez chińskich deweloperów nie ma idealnych właściwości pozwalających na uzyskanie maksymalnej energii. W sprzedaży jest wystarczająca ilość dostępnych modułów termoelektrycznych na:

• ładowanie urządzeń mobilnych;
• zasilacz do oświetlenia LED;
• produkcja autonomicznego odbiornika radiowego i inne cele.

Na ten temat można znaleźć wiele filmów z szczegółowy opis wszystkie etapy. Dlatego jeśli chcesz zrobić moduł termoelektryczny do generowania energii, jest to całkiem możliwe.

Pierwszym krokiem jest zamówienie wymaganej liczby elementów Peltiera z uwzględnieniem ich cech. Urządzenie 10W na tym samym e-Bay kosztuje 15 dolarów. A to wystarczy do ładowania smartfonów. Ponadto konieczne jest zapewnienie wydajnego rozpraszania ciepła. W tym celu możesz zaprojektować system chłodzenie cieczą z naturalnym obiegiem. Podgrzej gorącą stronę dowolnym źródłem ciepła, w tym otwartym ogniem. W rezultacie każdy amator radiowy! może zrobić sobie wspaniały generator termoelektryczny, który możesz zabrać ze sobą na wędrówkę, wędkarstwo lub letni domek.

Jedno standardowe ogniwo wytwarza napięcie 5V i 1W, co jest wystarczające przy niewielkich warunkach oświetleniowych. Na przykład, aby zrobić ręcznie rozgrzaną latarkę. Gotowe elementy o napięciu wyjściowym do 12 V.

Przenośny piekarnik termoelektryczny z trybem generatora

Dziś można znaleźć wiele sposobów na wykonanie własnymi rękami dość wydajnego generatora termoelektrycznego opartego na elemencie Peltiera. Jako jeden z nich - przenośna kuchenka z paleniskiem od starego jednostka komputerowa odżywianie. Sam termoelektryczny element Peltiera jest przymocowany do jednego z boków obudowy za pomocą pasty termicznej z radiatorem o imponujących wymiarach. Taka instalacja pozwoli Ci ogrzać się w każdym dogodnym miejscu, ugotować jedzenie i naładować telefon.

W ostatnim artykule powiem wam, że te moduły nie tylko są w stanie przyzwoicie pobierać energię elektryczną, aby zapewnić różnicę temperatur po swoich bokach, ale same są w stanie generować energię elektryczną, jeśli jedna strona elementu zostanie zmuszona do ostygnięcia, a drugi jest podgrzewany.

Brak obciążenia, spadek temperatury ~ 100 ° С

W tych testach zgłosił się na ochotnika mały moduł TB109-0,6-0,8 o powierzchni zaledwie 3,12 cm2. Przypomnę jego ro.., rodzaj i charakterystykę:

Aby przetestować peltiera w trybie generatora elektrycznego, zmontowano mały stojak, na którym znajdowały się następujące urządzenia: grzałka, woltomierz, amperomierz i ładunek, grzejnik i kawałek lodu w wodoszczelnej torbie, oraz oczywiście sam eksperymentalny TB109-0,6-0,8. Grzałką był rezystor 5,6 Ohm 20W, który był podgrzewany do około 80-90 stopni. Aby poprawić kontakt termiczny elementu Peltiera z grzałką, zastosowano termoprzewodzącą uszczelkę Namacondo, wyciągniętą z jakiegoś wyczerpanego zasilacza komputerowego.

Zacznijmy testować.

Pierwszy test przeprowadzono z obciążeniem 1Ω podłączonym do zacisków Peltiera, jako chłodnicę zastosowano grzejnik pokojowy.

Z modułu udało się uzyskać 0,117V przy prądzie 119,5mA lub 14mW, przy różnicy temperatur około 60 stopni.

Obciążenie 1 Ohm, różnica temperatur ~ 100 ° С

Przy różnicy temperatur 100 stopni moduł dawał lepsze wyniki, a mianowicie: 0,21V 0,22A lub 46mW.

Kolejny test przeprowadzono przy obciążeniu 20 omów.

Obciążenie 20 Ohm, różnica temperatur ~ 100 ° С

Moduł wydał 1,31V przy prądzie 66mA lub 86mW.

Na biegu jałowym, pierwsze zdjęcie, moduł wypuścił 2,19V.

Wniosek – Moduły Peltiera mogą być z powodzeniem wykorzystywane do wytwarzania energii elektrycznej. Jeśli moduł to 109 termopar o powierzchni 3,12 cm2. przy różnicy temperatur 100 stopni udało mi się wyprodukować 86mW przy półtora wolta i ponad 2 V na biegu jałowym, wtedy do zasilania małego oświetlacza LED lub radia wystarczy moduł o znacznie większej powierzchni i różnicy temperatur odbiornika lub do ładowania akumulatorów. Niestety, ich zastosowanie jest mocno ograniczone przez ich cenę.

Przykłady zastosowania: różne TAGi, od przenośnych zawieszek turystycznych, które można przyczepić do garnka przy ognisku i słuchać radia, po RTG, które służą do zasilania odległych, trudno dostępnych autonomicznych obiektów (np. latarni morskich). ) lub na satelitach kosmicznych.

Wdzięczność za moduły dostarczone firmie - Radioelektronika.