Термогенератор Пельтьє своїми руками. Що таке елемент Пельтьє, його пристрій, принцип роботи і практичне застосування Елементи Пельтьє як джерело електрики

В сучасному світівелика кількість побутової техніки і інших пристроїв працює від електроенергії. При цьому, перебуваючи в подорожі, доводиться возити з собою хімічні джерела струму, здатні виробляти електроенергію. Але також можна виготовити термогенератор своїми руками. Для цього будуть потрібні деякі матеріали, пристосування і певні знання.

різновиди пристроїв

У ланцюзі різнорідних провідників при змінній температурі може виникати термо-ЕРС в місцях контакту. На підставі цього був розроблений і створений так званий модуль «Пельтьє». Він являє собою 2 пластини з кераміки, між якими встановлено біметал. При надходженні електричного струму одна з пластин поступово починає нагріватися, а інша одночасно охолоджується. Ця здатність дозволяє робити з таких елементів холодильники.

Але можна спостерігати і зворотний процес, коли в місцях контакту буде підтримуватися перепад температур. В цьому випадку пластини почнуть виробляти електричний струм. Такий модуль можна використовувати для отримання невеликої кількості електричної енергії.

Робота модуля

Термогенератор електрики працюють за певним принципом. Так, в залежності від напрямку струму, в контакті разнопроводних провідників спостерігається поглинання або виділення тепла. Це залежить від напрямку електрики. При цьому щільність струму є однаковою, а енергії - різною.

Розігрівання кристалічної решітки спостерігається, якщо випливає енергія менша від тієї, що входить в контакт. При зміні спрямованості струму відбувається зворотний процес. Енергія в кристалічній решітці знижується, тому відбувається охолодження пристрою.

Найбільшою популярністю користується термоелектричний модуль, Що складається з провідників типів р і n, які між собою з'єднані через мідні аналоги. У кожному з елементів існує по 4 переходи, які охолоджуються і нагріваються. Через температурного перепаду можливе створення термоелектрогенераторов.

Достоїнства і недоліки

Незалежно від того, куплений він або виготовлений своїми руками, термоелектрогенератор має ряд переваг. Так, до найбільш вагомим з них відносяться:

1. Компактні розміри.
2. Можливість роботи як нагрівальних, так і в охолоджувальних приладах.
3. При зміні полярності спостерігається оборотність процесу.
4. Відсутність рухомих елементів, які зношуються досить швидко.

Незважаючи на наявні істотні переваги, такий пристрій має деякі недоліки:

1. Незначний ККД (всього 2-3%).
2. Необхідність створення джерела, що відповідає за температурний перепад.
3. Істотне споживання енергії.
4. Велика собівартість.

Виходячи з перерахованих вище негативних і позитивних якостей, можна сказати про те, що такий пристрій доцільно застосовувати в разі необхідності підзарядки мобільного телефону, планшетного комп'ютераабо запалювання світлодіодним лампочки.

Виготовлення своїми руками

Можна виготовити термоелектричний генератор своїми руками. Для цієї мети потрібні деякі елементи:

Провід, що проходять між перетворювачем і модулем, необхідно ізолювати термостійким складом або звичайним герметиком. Збирати пристрій необхідно в такій послідовності:

1. Від блоку живлення залишити тільки корпус.
2. Холодної стороною до радіатора потрібно приклеїти модуль «Пельтьє».
3. Попередньо зачистивши і пополірувавши поверхню, потрібно приклеїти елемент іншою стороною.
4. Від входу перетворювача напруги необхідно припаяти дроти до виходів пластини.

При цьому термогенератор для коректної роботи повинен бути наділений такими характеристиками: вихідна напруга - 5 вольт, тип виходу для підключення пристрою - USB (або будь-який інший в залежності від уподобань), мінімальна потужність навантаження повинна складати 0,5 А. При цьому можна використовувати будь-який вид палива.

Перевірити механізм досить просто. Всередину можна покласти кілька сухих і тонких гілочок. Підпалити їх, а через кілька хвилин підключити будь-який пристрій, наприклад, телефон для підзарядки. Зібрати термогенератор нескладно. Якщо все зробити правильно, то він прослужить не один рік в поїздках і походах.

Кращий час для роботи термогенератора на основі елементів Пельтьє, це звичайно ж зима. Тому що їх потрібно добре охолоджувати, щоб хоч щось отримати.

В експерименті з випробуванням потужного генератора використані 12 модулів Пельтьє TEC1-12706. Найдешевші і популярні, продаються в цьому китайському магазині. Для нього є кулер охолодження.

Охолодження в показаному прикладі здійснювалося вентилятором потужністю 5,4 вата, 12 вольт.

Про те, що це таке елемент Пельтьє, які у нього характеристики і як працює, конструкції робочих моделей, описано в декількох статтях на нашому сайті, які ви легко зможете знайти через рядок зручного пошуку.

Мета експерименту дізнатися, яку максимальну потужність може видати звичайний китайський найдешевший термоелемент в зимову пору року.
Отже, з початком експерименту піч розтоплена, коли дрова трохи розгорілися, термогенератор почав працювати і запустився вентилятор. Він охолоджує холодну сторону термоелементів. Схема проста. В кінці відео показано, як збирається такий термогенератор.

В ході експерименту буде досягнуто максимальне напруга холостого ходу цього генератора. Потім за допомогою потенціометра це напруга буде знижений рівно наполовину. Тим самим вирівняється опір генератора і опір навантаження. Тоді в генераторі і в навантаженні розсіюється одна і та ж величина потужності. Це дасть 50 процентну потужність, точніше ккд 50% віддається потужності. Це відповідає ефективності всього лише 50%. Але зате вихід такої потужності буде максимальним в такому співвідношенні. Але передача максимальної потужності має місце тільки при такому співвідношенні!
У міру розігріву печі зростає напруга, що видається електрогенератором. Вентилятор набрав обертів, це досить потужний вентилятор потужністю 5,5 ват. Тому частина потужності він буде відбирати на себе. Та потужність, яку зараз буде визначена, це буде корисна потужність. Більше 26 вольт напруга не піднімається. Підключаємо потенціометр і починаємо додавати опір.

Тепер плавно доводимо напругу до 13 вольт. Зафіксована потужність 9 ват. Поки йшли настройки, генератор прогрілося і потужність впала на 1,5 ват.
На короткий час вдалося отримати до 9 ват. Але потім потужність впала і зупинилася в межах 7,5 ват. Але цей показник тримався стабільно. Цієї потужності вистачить для зарядки будь-якого телефону, смартфона або планшета.

З 12 елементів Пельтьє виходить 0,5 ват і більше на один елемент. При температурі повітря нуль градусів це непоганий показник на повітряному охолодженні. При температурі -20 результат був би на порядок вище. Тому цілком можливо отримати навіть до одного вата на один елемент Пельтьє, але при великому морозі.
Тепер вентилятор буде підключений через ватметр для того, щоб подивитися, скільки корисної енергії витрачається на його роботу. Прилад показав 6 ват. Якби не цей вентилятор, можна було б додати ще 5-6 ват до потужності цього термогенератора.
В продовження експерименту вентилятор планувалося відключити, щоб охолодження робити за допомогою снігу. Після того, як вентилятор скинутий, радіатор буде рясно вкритий снігом. Однак, в експерименті сталася несподівана аварія. Після того, як було знято вентилятор, грубка перегрілася і вийшов з ладу якийсь із елементів Пельтьє, розплавилися без охолодження. В системі відбулося роз'єднання контактів. Тому вентилятор є в цьому пристрої корисним елементом. Для безпеки ж необхідно використовувати захисні решітки.

Висновок такий: близько 1 вата на елемент Пельтьє можна отримати при хорошому морозі. Є місця, наприклад Якутія або дальній північ, температура доходить до мінус 50 градусів Цельсія. Так що там 1 ват з елемента отримати буде просто. Уявіть, в юрті грубка, а за нею стіна розміром 1 x 2 м. Теплий стороною всередину печі, а холодний назовні, де мороз і вітер. З одного квадратного метра таких елементів можна зняти до 0,5 кіловата електрики. Тобто, з 2 квадратних метрів можна отримати до одного кіловата електроенергії.

Такі потужні печі на основі елементів виробляються в Росії. Називаються вони "електрогенеруючих піч Индигирка". Купити їх можна в цьому магазині, купон промокод 11920924.

Конструкція такого термогенератора гранично проста. 12 найдешевших китайських елементах Пельтьє затискаються між двома алюмінієвими радіаторами, які повинні мати рівні, в ідеалі поліровані, поверхні. Природно, на кожну сторону термоелемента наноситься термопаста. Скручуємо радіатори болтами і з'єднуємо проводами. Кріпимо кулер, бажано потужніший. Ну і сама піч. Це шматок оцинковки, краще нержавійки. Кріпиться до гарячого радіатора болтами. Потім робиться дно з отворами 7-8 міліметрів для забору повітря.

Є продовження цього експерименту. Щоб знайти його, напишіть в пошуку по сайту: Пельтьє на повітряному охолодженні.

> Генератори> Термоелектричний генератор

Величезна кількість електронних пристроїв поглинає електричну енергію, яку треба постійно поновлювати. Перебуваючи в дорозі, доводиться возити з собою хімічні джерела струму або виробляти електрику з механічної енергії за допомогою складних і громіздких пристосувань.

Вид термоелектричного генератора

Ще раніше Зеєбек виявив виникнення термо-ЕРС в ланцюзі з різнорідних провідників при підтримуванні різної температури в місці контакту.

На підставі термоелектричних ефектів був створений так званий елемент або модуль «Пельтьє», що представляє собою 2 керамічні пластини з розташованим між ними біметалом.

При подачі через них електричного струму, одна сторона пластини нагрівається, а інша охолоджується, що дозволяє створювати з них холодильники. На малюнку нижче зображені модулі різних розмірів, Що застосовуються в техніці.

Модулі «Пельтьє» різних розмірів

Процес є оборотним: якщо підтримувати температурний перепад на елементах з обох сторін, в них буде вироблятися електричний струм, що дозволяє використовувати пристрій як термоелектричний генератор для вироблення невеликої кількості електроенергії.

Ефект «Пельтьє» полягає у виділенні тепла в місці контакту різнорідних провідників при протіканні по ним електричного струму.

Принцип дії модулів

На контакті різнорідних провідників відбувається виділення або поглинання тепла в залежності від напрямку електричного струму. Потік електронів має потенційну і кінетичну енергію. Щільність струму в контактують провідниках однакова, а щільності потоків енергії відрізняються.

Якщо енергія, що впадає до контакт, більше енергії, яка витікає з нього, це означає, що електрони гальмуються в місці переходу з однієї області в іншу і розігрівають кристалічну решітку (електричне поле гальмує їх рух). Коли напрямок струму змінюється, відбувається зворотний процес прискорення електронів, коли енергія у кристалічної решітки забирається і відбувається її охолодження (напряму електричного поля і руху електронів збігаються).

Енергетична різниця зарядів на кордоні напівпровідників найвища і в них ефект проявляється найбільш сильно.

Модуль «Пельтьє»

Найбільше поширений термоелектричний модуль (ТЕМ), що представляє собою напівпровідники p-, і n-типів, з'єднані між собою через мідні провідники.

Схема принципу роботи модуля

В одному елементі існує 4 переходи між металом і напівпровідниками. При замкнутому ланцюзі потік електронів переміщується від негативного полюса АКБ до позитивного, послідовно проходячи через кожен перехід.

Поблизу першого переходу мідь - напівпровідник p-типу відбувається тепловиділення в напівпровідникової зоні, оскільки електрони переходять в стан з меншою енергією.

Поблизу наступної кордону з металом в напівпровіднику відбувається поглинання теплоти, в зв'язку з «висмоктуванням» електронів із зони р-провідності під дією електричного поля.

На третьому переході електрони потрапляють в напівпровідник типу n, де вони мають більшу енергією, ніж в металі. При цьому відбувається поглинання енергії і охолодження напівпровідника біля кордону переходу.

Останній перехід супроводжується зворотним процесом тепловиділення в n-напівпровіднику через перехід електронів в зону з меншою енергією.

Оскільки нагріваються і охолоджуються переходи знаходяться в різних площинах, елемент «Пельтьє» зверху буде охолоджуватися, а знизу нагріватися.

На практиці кожен елемент містить велику кількість нагріваються і охолоджуються переходів, що призводить до утворення відчутного температурного перепаду, що дозволяє створити термоелектрогенератор.

Як виглядає структура модуля

Елемент «Пельтьє» містить велику кількість напівпровідникових паралелепіпедів p-, і n-типів, послідовно з'єднаних між собою перемичками з металу - термоконтактов, іншою стороною стикаються з керамічної пластиною.

Як правило напівпровідниками застосовується теллурид вісмуту і германід кремнію.

Переваги та недоліки ТЕМ

До переваг термоелектричного модуля (ТЕМ) відносять:

• малі розміри;
• можливість роботи, як охолоджувачів, так і нагрівачів;
• оборотність процесу при зміні полярності, що дозволяє підтримувати точне значення температури;
• відсутність рухомих елементів, які зазвичай зношуються.

Недоліки модулів:

• малий ККД (2-3%);
• необхідність створення джерела, що забезпечує температурний перепад;
• значне споживання електроенергії;
• висока вартість.

Незважаючи на недоліки, ТЕМ застосовуються там, де великі енерговитрати не мають значення:

• охолодження чіпів, деталей цифрових фотокамер, доданих лазерів, кварцових генераторів, інфрачервоних детекторів;
• використання каскадів ТЕМ, що дозволяють домогтися низької температури;
• створення компактних холодильників, наприклад, для автомобілів;
• термоелектрогенератор для зарядки мобільних пристроїв.

При малої продуктивності ТЕГ доцільно застосовувати в похідних умовах, де потрібно отримати електрику для зарядки стільникового телефонуабо світлодіодним лампочки. Простота конструкції дозволяє виготовити електрогенератор своїми руками.

Альтернативними джерелами також є сонячні батареїабо вітрогенератор. Для перших потрібні особливі умови - наявність сонячного освітлення, яке може бути не завжди. Інше джерело має великі габарити і для нього необхідний вітер. Ще одним недоліком у них є наявність рухливих частин, що знижують надійність і мають велику вагу.

Термогенератор промислового виготовлення

Компанія BioLite розробила нову модельдля походів, що дозволяє готувати їжу в компактній переносний грубці на дровах і одночасно заряджати мобільний пристрій від вбудованого ТЕГ.

Компактна переносна піч на дровах

Пристрій стане в нагоді скрізь: на риболовлі, у поході, на дачі. В якості палива можна застосовувати все, що горить.

При згорянні в топці палива тепло передається через стінку модулю, який виробляє електрику.

При напрузі 5В, потужність на виході складає 2-4 Вт, чого цілком вистачає для зарядки багатьох типів мобільних пристроїв і роботи освітлення на світлодіодах.

Червоною стрілкою зображено напрямок руху тепла, синьою - холодного повітря в топку, жовтими - подача електрики на обертання вентилятора підсосу повітря і на вихід генератора через USB.

Схема роботи ТЕГ компанії BioLite на дровах

Піч-генератор «Индигирка», розроблена петербурзьким підприємством Кріотерм, має характеристики:

• теплова потужність - 6 кВт;
• вага - 56 кг;
• габарити - 500х530х650 мм;
• ел. потужність при напрузі 5В - 60 Вт.

Піч є звичайною опалювально-варильної, де з двох сторін закріплені термоелектрогенератори.

Як виглядає піч-термоелектрогенератор «Индигирка»

Пристрій досить зручне, але вражає ціна - 50 тис. Руб. Хоч піч, і призначена для похідних умов, але рядовим мисливцям і рибалкам вона буде явно не по кишені. Як опалювальна, вона нічим не краще звичайних і більш дешевих моделей.

Якщо прилаштувати ТЕГ до простої печі, пристрій, виготовлений своїми руками, буде працювати відмінно.

ТЕГ своїми руками

Щоб термоелектричний генератор зібрати своїми руками, необхідні наступні елементи:

1. Модуль. Для генерування електричного струму можна застосовувати не всі модулі, а тільки ті, які здатні витримати температуру до 300-4000с. Наявність запасу по нагріванню необхідно, оскільки навіть при незначному перегрів елемент виходить з ладу. Найбільш поширені моделі типу ТЕС1-12712 у вигляді квадратних пластин з розміром сторони 40, 50 або 60 мм.

якщо взяти максимальний розмір, Досить в конструкції, зробленої своїми руками, застосувати один елемент. Перші 3 цифри маркування - 127 означають, скільки елементів міститься в 1 пластині. Останні цифри показують величину максимально допустимого струму, який становить 12 А.

1. Підвищуючий перетворювач. Він необхідний для отримання постійної напруги 5В. Генератор може видавати меншу напругу, яке необхідно збільшити. Пристрої випускають зарубіжні (типи 5V NCP1402 і MAX 756) і вітчизняні (3.3В / 5В ЕК-1 674). Для зарядки мобільника слід підібрати пристрій з USB роз'ємом.
2. Нагрівач. Найпростішими варіантами є багаття, свічка, саморобна лампа або мініатюрна піч.
3. Охолоджувач. Найпростіше застосовувати воду або в зимовий час - сніг.
4. З'єднувальні елементи. Необхідно обладнання для створення максимально можливого температурного перепаду між двома сторонами пластини. Тут вибір за умільцями, вони найчастіше застосовують 2 гуртки або каструлі різних розмірів, у яких відпилюються ручки і де одна вставляється всередину іншої. Між ними поміщається модуль і кріпиться на термопасту. До нього припаиваются 2 дроти і підключаються до перетворювача напруги.

Для підвищення ККД генератора, днища металевих поверхонь кухлів або каструль, що контактують з пластиною генератора, слід відполірувати. Крім того, на місця між піддонами меншою і великий кухлів наноситься термостійкий герметик. Тоді тепло від нагрівання буде локалізовано в місці знаходження модуля.

Провід між модулем і перетворювачем захищаються термостійкої ізоляцією і герметиком.

У внутрішню кухоль наливається вода, і вся конструкція ставиться на вогонь. Через кілька хвилин можна перевірити вихідна напруга мультиметром.

Для того щоб зібрати термоелектричний генератор самостійно, знадобляться матеріали:

1. елемент Пельтьє";
2. корпус від старого блоку живлення комп'ютера для виготовлення міні-топки;
3. перетворювач напруги з USB виходом на 5В при вхідному 1-5 В;
4. радіатор з кулером від процесора;
5. термопаста.

Витрати тут невеликі і пристрій цілком здатне зарядити мобільний телефон. Генератор, зібраний своїми руками, є аналогом зарубіжної моделі фірми BioLite. Якщо його зібрати акуратно, пристрій буде надійно працювати довгий час, оскільки ламатися тут нема чому. Важливо тільки не перегріти елемент «Пельтьє», від чого він може вийти з ладу.

При використанні куллера для охолодження радіатора його слід підключити до генератора, після чого частина виробленої енергії буде витрачатися на охолодження.

Незважаючи на додаткові енерговитрати, ККД установки зросте. Якщо радіатор буде сильно нагріватися в процесі роботи, необхідно вжити заходів щодо його охолодженню. Інакше ефективність роботи генератора буде низькою.

Характеристики генератора наступні:

• вихідна напруга - 5В;
• потужність навантаження - 0,5А;
• тип виходу - USB;
• паливо - будь-яке.

Пристрій виготовляється в такий спосіб:

• розібрати блок живлення, залишивши корпус;
• приклеїти термопастой модуль «Пельтьє» до радіатора. Клеїти треба холодної стороною, де нанесено маркування;
• зачистити і відполірувати зовнішню бічну поверхню корпусу блоку живлення і приклеїти до неї елемент іншою стороною (разом з радіатором);
• припаяти дроти від входу перетворювача напруги до висновків пластини.

Перевірити ТЕГ можна, якщо накласти всередину топки тонких гілочок і підпалити їх. Через кілька хвилин можна підключати телефон, для підзарядки якого потрібно різниця температури сторін модуля 1000С. На малюнку нижче зображений генератор в збірці.

Термоелектрогенератор в збірці, виготовлений своїми руками

При використанні ТЕГ необхідно дотримуватись полярності підключення модулів.

. термоелектричний генератор

Ефект «Пельтьє» дозволяє створити невеликі генератори і холодильники, що працюють без рухомих частин. Підвищення якості модулів і зниження енергоспоживання мобільних пристроїв дозволяє створити своїми руками термоелектрогенератор для зарядки акумуляторів і постачання невеликою кількістю енергією різні пристрої, де ККД не має особливого значення.

Джерело: https://elquanta.ru/generatory/termoehlektricheskijj-generator.html

Для того, щоб отримати електрику, потрібно знайти різницю потенціалів і проводнікЛюді завжди прагнули економити, та й в епоху постійно зростаючих комунальних платежів - це зовсім не дивно.

На сьогодні вже існують способи, за допомогою яких людина може добути безкоштовне для нього вільний електрику.

Як правило, це певні установки, зроблені своїми руками, в основі яких знаходиться електрогенератор.

Термоелектричний генератор - це пристрій, що дозволяє виробляти електричну енергію з тепла. Це прекрасний парової джерело електроенергії, правда, з невеликим ККД.

Як пристрій для прямого перетворення теплоти в електричну енергію застосовують термоелектричні генератори, які використовують принцип роботи звичайних термопар

По суті, термоелектрика - це пряме перетворення тепла в електрику в рідких або твердих провідниках, а потім зворотний процес нагрівання та охолодження контакту різних провідників за допомогою електричного струму.

Пристрій теплогенератора:

• Тепловий генератор має два напівпровідника, кожен з яких складається з певної кількості електронів;
• Вони теж об'єднані між собою провідником, над яким знаходиться шар, здатний проводити тепло;
• До нього приєднаний ще термоемісійний провідник для передачі контактів;
• Далі йде охолоджуючий шар, а за ним напівпровідник, чиї контакти ведуть до провідника.

На жаль, теплоелектрогенератор не завжди буває в змозі працювати з великими потужностями, тому використовується в основному в побуті, а не на виробництві.

На сьогоднішній день теплоелектричний перетворювач майже ніде не використовується. Ресурсів він «просить» багато, місця займає теж, а ось напруга і струм, які він може виробити і перетворити, дуже малі, що вкрай невигідно.

Сонячний теплової генератор електрики і радіохвилі

Джерела електричної енергії можуть бути самими різними. Сьогодні стало набирати популярність виробництво сонячних термоелектричних генераторів. Такими установками можуть користуватися на маяках, в космосі, автомобілях, а також інших сферах життя.

Сонячні теплові генератори - це відмінний спосіб заощадити енергоресурси

РІТЕГ (розшифровується як радіонуклідної термоелектричний генератор) працює за рахунок перетворення енергії ізотопів в електричну. Це дуже економний спосіб, що дозволяє отримати практично халявное електрику і можливість висвітлення в умовах відсутності електроенергії.

Особливості РІТЕГ:

• Отримати джерело енергії з розпадів ізотопів простіше, ніж наприклад, зробити те ж саме нагріваючи пальник або гасову лампу;
• Отримання електрики і розпад частинок можливі при наявності спеціальних ізотопів, адже процес їх розпаду може тривати десятиліттями.

Використовуючи таку установку треба розуміти, що при роботі зі старими моделями обладнання є ризик отримати дозу радіації, та й утилізувати такий прилад дуже складно. Якщо неправильно його знищити, він може зіграти роль радіаційної бомби.

Вибираючи виробника установки, краще зупинитися на вже зарекомендували себе фірмах. Таких як Глобал, Алтек (Altec), ТГМ (Tgm), Кріотерм, Терміон (Termiona).

До речі, ще одним непоганим способом отримати електрику на халяву, вважається генератор зі збору радіохвиль. Він складається з пар плівкових і електролітичних конденсаторів, а також малопотужних діодів. В якості антени береться ізольований кабель близько 10-20 метрів і ще один заземлення кріпиться до водопровідної або газову трубу.

Як зробити елемент Пельтьє своїми руками

Звичайний елемент Пельтьє - це пластина, зібрана з деталей різного металу, з роз'ємами для підключення в мережу. Така пластинка пропускає через себе струм, нагріваючись з одного боку (наприклад, до 380 градусів) і працюючи від холоду з іншого.

Елемент Пельтьє - це спеціальний термоелектричний перетворювач, який працює за однойменним принципом подачі електричного струму

Такий термогенератор має зворотний принцип:

• Одна сторона може грітися від палаючого палива (наприклад, вогню на дровах або будь-якого іншого сировини);
• Інша сторона, навпаки, охолоджується рідким або повітряним теплообмінником;
• Таким чином, на проводах відбувається вироблення струму, який можна використовувати по своїх потреб.

Правда, працездатність у приладу не сильно велика, та й ефект не вражаючий, але, тим не менш, такий простий саморобний модуль цілком може зарядити телефон або підключити світлодіодний ліхтарик.

Цей генераторний елемент має свої плюси:

• Безшумну роботу;
• Можливість використовувати те, що є під рукою;
• Легка вага і мобільність.

Такі печі-саморобки стали набирати популярність серед любителів заночувати в лісі біля багаття, користуючись дарами землі і які не проти отримати електрику на халяву.

Модуль Пельтьє також використовується для охолодження плат комп'ютерів: елемент підключається до плати і як тільки температура стає вище допустимої, починає охолоджувати схеми. З одного боку в прилад входить холодну повітряний простір, з іншого - гаряче. Популярністю користується модель 50X50X4mm (270w). Такий пристрій можна купити в магазині або зробити самому.

До речі, підключення до такого елементу стабілізатора, дозволить отримати на виході відмінне зарядний пристрій для побутової техніки, а не просто термомодуля.

Щоб виготовити елемент Пельтьє в домашніх умовах, потрібно взяти:

• Провідники з біметалу (приблизно 12 штук або більше);
• Дві пластини з кераміки;
• кабелі;
• Паяльник.

Схема виготовлення така: провідники припаиваются і розміщуються між пластинами, після чого щільно фіксуються. При цьому потрібно пам'ятати про проводах, які потім будуть кріпитися до перетворювача струму.

Сфера використання такого елемента дуже різноманітна. Так як одна з його сторін має властивість псуватися, за допомогою цього пристосування можна зробити похідний невеликий холодильник, або наприклад, автокондиціонер.

Але, як і будь-який прилад, цей термоелемент має свої плюси і мінуси. До плюсів можна віднести:

• Компактний розмір;
• Можливість роботи охолоджуючими або нагрівають елементами разом або кожним окремо;
• Тиха, практично безшумна робота.

мінуси:

• Необхідність здійснювати контроль різниці температур;
• Велике споживання енергії;
• Невисокий рівень ККД при високій собівартості.

Простий саморобний генератор

Незважаючи на те, що ці прилади зараз не користуються популярністю, на даний моментнемає нічого практичніше, ніж термогенераторний агрегат, який в подорож цілком здатний замінити електричну піч, освітлювальну лампочку або виручити, якщо зламалася зарядка до мобільного телефону, живити електросклопідйомники. Таке електрику допоможе і вдома в разі відключення електроенергії. Його можна добути даром, можна сказати, на шару.

Отже, щоб зробити термоелектрогенератор, потрібно приготувати:

• Стабілізатор напруги;
• паяльник;
• Будь-корпус;
• Радіатори для охолодження;
• термопасту;
• Нагрівають елементи Пельтьє.

Збірка приладу:

• Спочатку робиться корпус приборчика, який повинен бути без дна, з отворами внизу для повітря і вгорі з підставкою для ємності (хоча це не обов'язково, так як генератор може не працювати на воді);
• Далі на корпус кріпиться елемент Пельтьє, а до його холодної стороні через термопасту - охолоджує радіатор;
• Потім потрібно спаяти стабілізатор і модуль Пельтьє, згідно їх полюсів;
• Стабілізатор слід дуже добре ізолювати, щоб туди не потрапила волога;
• Залишається перевірити його роботу.

До речі, якщо немає можливості дістати радіатор, замість нього можна використовувати комп'ютерний кулер або автомобільний генератор. Нічого страшного не станеться від такої заміни.

Стабілізатор можна купити з доданими індикатором, який подасть світловий сигнал, коли напруга досягне зазначеної величини.

Такий теплогенератор розігрівається близько 30 секунд, але при цьому спожите їм напруга вже досягає декількох вольт. Після декількох хвилин розігріву генератор вже буде готовий до роботи.

Термопара своїми руками: особливості процесу

Що таке термопара? Термопара - це електроланцюг, що складається з двох різних елементів з електричним контактом.

ТермоЕРС термопари при різниці температури в 100 градусів на її краях - величина приблизно в 1 мВ. Щоб зробити її більш високою, можна послідовно з'єднати кілька термопар. Вийде термобатарея, термоЕРС якої буде дорівнює загальній сумі ЕРС, що входять в неї термопар.

Процес виготовлення термопари полягає в наступному:

• Створюється міцне з'єднання двох різних матеріалів;
• Береться джерело напруги (наприклад, автомобільний акумулятор) і до одного його кінця підключаються заздалегідь скорочення в джгут дроту різних матеріалів;
• В цей час до іншого кінця потрібно підвести висновок, з'єднаний з графітом (тут підійде звичайний стрижень від олівця).

До речі, для безпеки дуже важливо не працювати під високою напругою! Максимальний показник у цьому плані - 40-50 Вольт. Але краще почати з невеликих потужностей від 3 до 5 кВт, поступово їх підвищуючи.

Є ще «водний» спосіб створення термопари. Він полягає в забезпеченні розігріву з'єднаних дротів майбутньої споруди дуговим розрядом, який з'являється між ними і міцним розчином води з сіллю.

У процесі такої взаємодії «водяні» пари скріплюють матеріали між собою, після чого термопару можна вважати готовою. При цьому має значення, якого діаметру джгут вироби.

Він не повинен бути занадто великим.

Безкоштовне електрику своїми руками (відео)

отримання безкоштовного електрикисправа не така вже й мудре, як здається. Завдяки різного роду генераторів, що працюють з різними джерелами, вже не страшно залишитися без світла при відключенні електроенергії. Трохи вправності і у вас вже готова власна міні-станція з вироблення електрики.

Джерело: http://6watt.ru/elektrosnabzhenie/besplatnoe-elektrichestvo

Модуль Пельтьє: технічні характеристики

Термопреобразователь (модуль Пельтьє) працює за принципом, зворотному дії термопари, - появи різниці температур, коли протікає електричний струм.

Як працює елемент Пельтьє?

Досить просто застосовувати модуль Пельтьє, принцип роботи якого полягає у виділенні або поглинанні тепла в момент контакту різних матеріалів при проходженні через нього струму. Щільність енергетичного потоку електронів перед контактом і після нього відрізняється.

Якщо на виході вона менше, значить, там виділяється тепло. Коли електрони в контакті гальмуються електричним полем, вони передають кінетичну енергію кристалічній решітці, розігріваючи її. Якщо вони прискорюються, тепло поглинається.

Це відбувається за рахунок того, що частина енергії забирається у кристалічної решітки і відбувається її охолодження.

В значній мірі це явище притаманне напівпровідників, що пояснюється великою різницею зарядів.

Модуль Пельтьє, застосування якого є темою нашого огляду, використовується при створенні термоелектричних охолоджуючих пристроїв (ТЕМ). Найпростіше з них складається з двох напівпровідників p- і n-типів, послідовно з'єднаних через мідні контакти.

Якщо електрони рухаються від напівпровідника «p» до «n», на першому переході з металевої перемичкою вони рекомбінують з виділенням енергії.

Наступний перехід з напівпровідника «p» в мідний провідник супроводжується «витягуванням» електронів через контакт електричним полем.

Даний процес призводить до поглинання енергії і охолодження області навколо контакту. Аналогічним чином відбуваються процеси на наступних переходах.

При розташуванні нагріваються і охолоджуються контактів в різних паралельних площинах вийде практична реалізація способу. Напівпровідники виготовляються з селену, вісмуту, сурми або телуру. Модуль Пельтьє вміщує велику кількість термопар, розміщених між керамічними пластинами з нітриду або оксиду алюмінію.

Фактори, що впливають на ефективність ТЕМ

• Сила струму.
• Кількість термопар (до декількох сотень).
• Типи напівпровідників.
• Швидкість охолодження.

Більших величин досягти поки не вдалося через низький ККД (5-8%) і високу вартість. Щоб ТЕМ успішно працював, треба забезпечити ефективне відведення тепла з нагрівається боку.

Це створює складності в практичному втіленні способу. Якщо змінити полярність, холодна і гаряча боку змінюються один з одним.

Переваги та недоліки модулів

Потреба в ТЕМ з'явилася з виникненням електронних пристроїв, які потребують мініатюрних системах охолодження. Переваги модулів наступні:

• компактність;
• відсутність рухомих сполук;
• модуль Пельтьє принцип роботи має оборотний при зміні полярності;
• простота каскадних з'єднань для підвищення потужності.

Головним недоліком модуля є низький ККД. Це проявляється в великих витратах потужності при досягненні необхідного ефекту охолодження. Крім того, він володіє високою вартістю.

застосування ТЕМ

Пельтьє модуль застосовується переважно для охолодження мікросхем і невеликих деталей. Початок був покладений для охолодження елементів військової техніки:

• мікросхеми;
• інфрачервоні детектори;
• елементи лазерів;
• кварцові генератори.

Термоелектричний модуль Пельтьє поступово почали застосовувати в побутової техніки: Для створення холодильників, кондиціонерів, генераторів, терморегуляторів. Головним його призначенням є охолодження невеликих об'єктів.

охолодження процесора

Основні компоненти комп'ютерів постійно удосконалюються, що призводить до зростання тепловиділення. Разом з ними розвиваються системи охолодження із застосуванням новаторських технологій, з сучасними засобами контролю.

Модуль Пельтьє застосування в даній сфері знайшов насамперед в охолодженні мікросхем і інших радіодеталей. З форсованими режимами розгону мікропроцесорів традиційні кулери вже не справляються.

А збільшення частоти роботи процесорів дає можливість підвищити їх швидкодію.

Збільшення швидкості обертання вентилятора призводить до значного шуму. Його усувають за рахунок використання модуля Пельтьє в комбінованій системі охолодження. Таким шляхом передові фірми швидко освоїли виробництво ефективних охолоджуючих систем, які стали користуватися великим попитом.

З процесорів тепло зазвичай відводиться кулерами. Повітряний потік може засмоктуватися зовні або надходити зсередини системного блоку. проблема полягає в тому, що температура повітря деколи виявляється недостатньою для відводу тепла.

Тому ТЕМ стали використовувати для охолодження потоку повітря, що надходить в системний блок, тим самим підвищуючи ефективність теплообміну.

Таким чином, вбудований повітряний кондиціонер є помічником традиційної системи охолодження комп'ютера.

З обох сторін модуля кріпляться алюмінієві радіатори. З боку холодної пластини нагнітається повітря на охолодження до процесора. Після того як він забере тепло, його видуває інший вентилятор через радіатор гарячої пластини модуля.

Сучасний ТЕМ управляється електронним пристроєм з датчиком температури, де ступінь охолодження пропорційна розігріву процесора.

Активізація охолодження процесорів створює також деякі проблеми.

1. Прості охолоджуючі модулі Пельтьє призначені для безперервної роботи. При зниженому енергоспоживанні також зменшується тепловиділення, що може викликати переохолодження кристала і подальше зависання процесора.
2. Якщо робота кулера і холодильника не буде належним чином узгоджена, останній може перейти в режим нагріву замість охолодження. Джерело додаткового тепла спричинить перегрів процесора.

Таким чином, для сучасних процесорів потрібні передові технології охолодження з контролем роботи самих модулів. Подібні зміни режимів роботи не відбуваються з відеокартами, які також вимагають інтенсивного охолодження. Тому для них ТЕМ підходить ідеально.

Автохолодильник своїми руками

В середині минулого століття вітчизняна промисловість намагалася освоїти випуск малогабаритних холодильників, заснованих на ефекті Пельтьє. Існуючі технології того часу не дозволили цього зробити. Зараз стримуючим фактором переважно є висока ціна, але спроби тривають, і успіхи тут вже досягнуті.

Широке виробництво термоелектричних пристроїв дозволяє створити своїми руками невеликий холодильник, зручний для використання в автомобілях. Його основою є «сендвіч», який робиться в такий спосіб.

1. На верхній радіатор наноситься шар теплопровідної пасти типу КПТ-8 і приклеюється Пельтьє модуль з одного боку керамічної поверхні.
2. Аналогічно до нього кріпиться з нижньої сторони іншій радіатор, призначений для приміщення в камеру холодильника.
3. Всі пристрій щільно стискається і просушується протягом 4-5 годин.
4. На обох радіаторах встановлюються кулери: верхній буде відводити тепло, а нижній - вирівнювати температуру в камері холодильника.

Корпус холодильника робиться з теплоізолюючих прокладкою всередині. Важливо, щоб він щільно закривався. Для цього можна використовувати звичайний пластиковий ящик для інструментів.

Харчування 12 В подається з системи автомобіля. Його можна зробити і від мережі 220 В змінного струму, з блоком живлення. Схема перетворення змінного струму в постійній застосовується найпростіша.

Вона містить випрямний міст і згладжує пульсації конденсатор. При цьому важливо, щоб на виході вони не перевищували величину 5% від номінального значення, інакше ефективність скорочують термін його служби. У модуля є два висновки з кольорових проводів.

До червоного завжди підключається «плюс», до чорного - «мінус».

Потужність ТЕМ повинна відповідати обсягу боксу. Перші 3 цифри маркування означають кількість пар напівпровідникових мікроелементів всередині модуля (49-127 і більше). Сила струму виражається двома останніми цифрами маркування (від 3 до 15 А). Якщо потужності недостатньо, треба приклеїти на радіатори ще один модуль.

Зверніть увагу! Якщо сила струму буде перевершувати потужність елемента, він буде нагріватися з обох сторін і швидко вийде з ладу.

Модуль Пельтьє: генератор електричної енергії

ТЕМ можна використовувати для вироблення електроенергії. Для цього треба створити перепад температури між пластинами, і розташовані між ними термопари будуть виробляти електричний струм.

для практичного використанняпотрібен ТЕМ не менше ніж на 5 В. Тоді з його допомогою можна буде заряджати мобільний телефон. Через низький ККД модуля Пельтьє буде потрібно підвищує перетворювач постійної напруги. Для складання генератора знадобляться:

• 2 модуля Пельтьє ТЕС1-12705 з розміром пластин 40х40 мм;
• перетворювач ЕК-1674;
• алюмінієві пластини товщиною 3 мм;
• каструля для води;
• термостійкий клей.

Між пластинами поміщаються два модуля на клей, а потім вся конструкція фіксується на дні каструлі. Якщо її заповнити водою і поставити на вогонь, вийде необхідна різниця температури, яке виробляє ЕРС близько 1,5 В. Підключивши модулі до що підвищує перетворювача, можна підвищити напругу до 5 В, необхідних для зарядки акумулятора телефону.

Чим більше різниця температури між водою і нижньої підігрівається пластиною, тим генератор працює ефективніше. Тому треба намагатися знижувати нагрівання води різними способами: зробити її проточною, частіше замінювати свіжою і т. П.

Дієвим засобом збільшення різниці температур є каскадне включення модулів, коли вони накладаються шарами один на інший.

Збільшення габаритних розмірів пристрою дозволяє помістити між пластинами більше елементів і тим самим збільшити загальну потужність.

Продуктивності генератора буде досить для зарядки невеликих акумуляторів, роботи світлодіодних ламп або радіоприймача. Зверніть увагу! Для створення термогенераторов будуть потрібні модулі, здатні працювати при 300-400 0С! Решта підійдуть тільки для пробних випробувань.

На відміну від інших засобів альтернативного отримання електроенергії вони можуть працювати під час руху, якщо створити щось типу каталітичного нагрівача.

Вітчизняні модулі Пельтьє

ТЕМ свого виробництва з'явилися у нас на ринку не так давно. Вони відрізняються високою надійністю і мають хороші характеристики. Модуль Пельтьє, який користується широким попитом, має розміри 40х40 мм. Він розрахований на максимальний струм 6 А і напругу до 15 В.

Вітчизняний модуль Пельтьє купити можна за невелику ціну. При споживаної потужності 85 Вт він створює температурний перепад 60 0С. Разом з кулером він здатний захистити від перегріву процесор з розсіюваною потужністю 40 Вт.

Характеристики модулів провідних фірм

Зарубіжні пристрої представлені на ринку в різноманітті. Для захисту процесорів провідних фірм застосовується в якості холодильника РАХ56В модуль Пельтьє, ціна якого в комплекті з вентилятором становить $ 35.

При розмірах 30х30 мм він підтримує температуру процесора не вище 63 0С при виділяється потужності 25 Вт. Для харчування достатньо напруги 5 В, а струм не перевищує 1,5 А.

Добре підходить під охолодження процесора модуль Пельтьє РА6ЕХВ, що забезпечує нормальний температурний режим при потужності розсіювання 40 Вт. Площа його модуля становить 40х40 мм, а споживаний струм - до 8 А. Крім значних розмірів - 60х60х52,5 мм (разом з вентилятором) - пристрій вимагає наявності навколо нього вільного простору. Ціна його становить $ 65.

Коли застосовується модуль Пельтьє, технічні характеристикиу нього повинні відповідати потребам охолоджуваних пристроїв. Неприпустимо, щоб у них була занадто низька температура. Це може привести до конденсації вологи, яка згубно діє на електроніку.

Модулі для виготовлення генераторів, такі як ТЕС1-12706, ТЕС1-12709, відрізняються більшою потужністю - 72 Вт і 108 Вт відповідно. Їх розрізняють по маркуванню, завжди наноситься на гарячу сторону.

Максимальна допустима температура гарячої сторони у них становить 150-160 0С. Чим більше температурний перепад між пластинами, то вищою є напруга на виході.

Пристрій працює при максимальному температурному перепаді 600 0С.

Модуль Пельтьє купити можна недорого - близько $ 10 і менше за штуку, якщо добре пошукати. Досить часто продавці значно завищують ціни, але можна знайти в кілька разів дешевше, якщо купувати на розпродажі.

висновок

Ефект Пельтьє знайшов застосування в даний час в створенні невеликих холодильників, необхідних сучасній техніці. Оборотність процесу дає можливість виготовити мікроелектростанціі, затребувані для зарядки акумуляторів електронних пристроїв.

На відміну від інших засобів альтернативного отримання електроенергії, вони можуть працювати під час руху, якщо встановити каталітичний нагрівач.

Елемент Пельтьє став відомий світові давно. Ще в 18 столітті французький годинникар Жан-Шарль Пельтьє зовсім випадково для самого себе відкрив новий ефект на кордоні двох металів: вісмуту і сурми. Він полягав у різкій зміні температури вміщеній між контактами краплі води, яка при підведенні струму перетворилася в лід. Це властивість стало новим для годинникаря, тому що до того моменту ще жоден вчений світуне викладав в своїх матеріалах подібної інформації.

Ефект хоч і був цікавий, але не знайшов практичного застосування в той час, що було пов'язано з невеликою кількістю електронної техніки, якої потрібно було б інтенсивне охолодження. Через 2 століттяпро відкриття вченого згадали, тому що виникла гостра необхідність виготовити пристрій, яке могло б забезпечити якісне охолодження кристала грівся мікропроцесора.

В результаті численних досліджень в цій області і величезної кількості практичних дослідів вчені з'ясували, що термоелектрична пара може виробляти достатню кількість холоду для нормальної роботи практично будь-якого мікропроцесора. А завдяки невеликим розмірам їх навчилися вбудовувати в корпусу мікросхем, забезпечуючи, таким чином, власний внутрішній генератор холоду.

Відкриття Жан-Шарля Пельтьє стало величезним поштовхом для цілої галузі з виробництва мобільних холодильних установок. Сьогодні властивість термоелектричного елемента використовується в наступній техніці:

• переносні холодильники;
• автомобільні кондиціонери;
• портативні охолоджувачі;
• фотоапарати, телескопи та багато іншого.

Активно використовують для охолодження мікропроцесорів і інших елементів електронної техніки. Крім прямого ефекту охолодження, елемент Пельтьє багато стали використовувати в якості генератора. Прикладом чого може стати ліхтарик на 3 елементах.

Мало хто знає, що для здійснення радіозв'язку з командуванням солдати ставили на вогонь спеціальний казанок і заварювали чай, готували кашу та інші побутові речі, а в цей час здійснювали передачу необхідної інформації по переносної радіостанції.

Як виготовити елемент Пельтьє своїми руками?

Багатьох цікавить питання, що таке Пельтьє елемент своїми руками, як зробити його в домашніх умовах? Для цього буде потрібно високоточне дозоване додавання різних речовин і матеріалів. Виготовити в домашніх умовах подібний пристрій неможливо, тому що потрібно мати технології і володіти необхідними методами обробки металів. Також потрібні особливо чисті матеріали в таких же лабораторіях, чого в домашніх умовах домогтися неможливо. Тому на питання, як зробити термоелектричний модуль Пельтьє, можна відповісти однозначно. Ніяк. Але для побудови ефективної системи охолодження цілком достатньо наявних навичок.

Виготовлення елемента Пельтьє з діодів

Існує думка про те, що можна зробити термоелектричний модуль на діодах. Справа в тому, що кожна пара різнорідних напівпровідників - це два матеріали з p і n -провідність. А діод якраз таким і є. Щоб виявити зміну провідності при нагріванні, необхідно вибирати певні елементи. Але для отримання низької температури на поверхні пристрою ніякі діоди не допоможуть. При подачі великого струму можна домогтися лише розігріву.

Радіоаматори використовують в якості датчика температури діоди малої потужності в скляному корпусі. При підключенні їх в зворотному напрямкуі розігріві перехід починає відкриватися і пропускати струм в зворотному напрямку. Але при цьому виробляти електрику він не буде.

Як влаштований елемент Пельтьє?

Термоелектричний модуль Пельтьє в спрощеному вигляді являє собою пару пластин з різних металів, якими можуть бути вісмут, сурма, телур або селен. Між ними розташована пара напівпровідників з різною провідністю n і p-типу. Всі освічені різними металами термоелектричні париз'єднані послідовно в єдиний ланцюг. В результаті утворюється свого роду матриця з великої кількості окремих термопар, розташованих між двома керамічними пластинами.

Утворений термопарами термоелектричний модуль виготовлений в єдиному корпусі невеликих розмірів. При їх послідовному або паралельному з'єднанні можна домогтися посилення ефекту охолодження або вироблення електричної енергії. У режимі охолоджувача позитивний висновок матриці підключається до першої парі з провідником n-типу, негативний контакт підведений до провідників p-типу. В якості зовнішніх обкладок використовується спеціальна кераміка, виготовлена ​​на основі оксиду і нітриду алюмінію. Це забезпечує найкращі показники тепловіддачі на обох сторін як при високих, так і при низьких температурах.

Число термопар в модулінічим не обмежена і може бути до кількох сотень. Чим їх більше, тим краще відчувається ефект охолодження. Для підвищення ефективності роботи елемента Пельтьє до його холодної стороні кріпиться радіатор з найбільшою площею тепловіддачі. Різниця в температурі між обкладинками повинна становити не менше двох десятків градусів.

При подачі напруги на обкладання одна зі сторін стає гарячою, а інша холодної. При зміні полярності напруги живлення температура пластин міняється місцями.

З огляду на складність і технологічність, зробити своїми руками термоелектричний елемент не представляється можливим. Але все ж зустрічаються умільці, які пропонують свої розробки. Ефект спостерігається, але для підвищення ККД без спеціальної дослідницької лабораторії отримати неможливо. Навіть можна знайти відео на цю тему з покроковим керівництвом.

Особливості елемента Пельтьє

До особливостей елемента на основі біметалевих парслід віднести:

формульне відображення

Ефект Пельтьє полягає в протіканні струму через контакт двох металів з різною провідністю. В результаті виділяється тепло або холод, що залежить від напрямку протікання струму.

У формульному вираженні ефект Пельтьє можна зобразити:

Q п = П12 j, де П12 - це коефіцієнт Пельтьє. Показник залежить від типу використовуваного металу, його термоелектричних властивостей.

Крім переваг, у пристрої можна виділити і деякі недоліки, до яких слід віднести:

Невисокий ККД. Для того щоб отримати значний перепад температур, необхідно до обкладкам підводити досить великий струм.

Для ефективного відводу теплової енергії необхідно передбачати радіатор.

Генераторний режим елемента Пельтьє

Відкриття Жака-Шарля Пельтьє буквально перевернуло світ, так як пристрій може використовуватися в якості універсального генератора тепла і холоду. Крім цих функцій, був відзначений ще один важливий ефект - генераторний режим. Якщо теплу сторону пристрою нагрівати, а холодну охолоджувати, то на висновках виникає різниця потенціалів, і при замиканні ланцюга починає текти струм.

Генератор на основі елемента Пельтьєможна зробити своїми руками і для цього не потрібно особливих навичок. Але варто розуміти, що використовується китайськими розробниками матеріал не володіє ідеальними характеристиками, що дозволяють отримувати максимум енергії. Доступних термоелектричних модулів у продажу вистачить для:

• зарядки мобільних пристроїв;
• харчування світлодіодного освітлення;
• виготовлення автономного радіоприймача та інших цілей.

По цій темі можна знайти масу відео з докладним описомвсіх етапів. Тому якщо ви хочете зробити термоелектричний модуль для отримання енергії, то це цілком реально.

Насамперед необхідно замовити необхідну кількість елементів Пельтьє з урахуванням їх характеристик. Пристрій з потужністю 10 Вт на тому ж e - Bay коштує 15 $. І цього цілком достатньо буде для зарядки смартфонів. Далі, необхідно забезпечити ефективне теплоотведеніе. Для цих цілей можна сконструювати систему рідинного охолодженняз природною циркуляцією. А гарячу сторону нагрівати будь-яким джерелом тепла, в тому числі відкритим вогнем. В результаті будь-який радіоаматорможе зробити сам чудовий термоелектричний генератор, який можна взяти з собою в похід, на риболовлю чи дачу.

Один стандартний елемент-осередок виробляє 5 В і 1 Вт потужності, чого цілком достатньо для невеликого освітлення. Наприклад, для виготовлення ліхтарика з підігрівом від тепла рук. У продажу є і готові елементи з вихідним напругою до 12 В.

Переносна термоелектрична грубка з генераторним режимом

Сьогодні можна знайти масу способів, як зробити своїми руками досить ефективний термоелектричний генератор на основі елемента Пельтьє. Як один з них - портативна пічка з топкоюзі старого комп'ютерного блоку живлення. До однієї зі сторін корпусу прикріплюється сам термоелектричний елемент Пельтьє через термопасту з радіатором значних розмірів. Така установка дозволить отримати тепло в будь-якому зручному місці, приготувати їжу і зарядити телефон.

Здравствуйте, меня зовут Данило, і я параноїк. Параноя моя полягає в тому, що я переконаний в неминучому прихід Великого Песця. В якому вигляді цей самий песець прийде, не важливо - якщо залишимося в живих, то, швидше за все, доведеться починати жити з нуля. А жити набагато веселіше, коли у тебе є, від чого зарядити акумулятори в ліхтарику і дозиметрі. Тих, хто вважає так само (а також і всіх зацікавлених), прошу під кат (обережно, важкі фотки).

дослідницька частина

Добре, запитаєте ви, чому не сонячні батареї? Там немає рухомих частин. Згоден, відповім я, але в умовах ядерної або вулканічної зими або під двометровим бетонним перекриттям притулку сонечко не так-то легко зловити.

Вітряк? А якої площі повинні бути його лопаті для того, щоб він міг крутитися навіть від слабкого вітру? Рухомі деталі, знову ж. Вітряк годиться для стаціонарної установки при обладнанні довготривалого укриття.

Обмізкувати ці доводи, я зажурився. Але незабаром випадково натрапив на сайт nepropadu.ru (ніякої реклами, виключно посилання на вихідний матеріал). Я просидів на ньому безвилазно дві доби, і в процесі натрапив на дуже цікавий статтю про грубку-щепочніцу з корпусу від комп'ютерного БП з елементом Пельтьє на боці (посилання в кінці поста). У коментарях було багато скептиків, але автор писав, що спокійно заряджав телефон від підключеного китайського DC-DC перетворювача ... Я загорівся.

конструкторська частина

Поки елемент Пельтьє їхав, я продумав конструкцію майбутнього термоелектричного генератора, знайшов підходящий радіатор з вентилятором (прекрасно підійшов древній процесорний радіатор), а також відкопав на просторах Інтернету схему DC-DC перетворювача з максимальним вихідним струмом 1 ампер при напрузі 5 вольт.

Робити грубку-щепочніцу за прикладом з тієї статті я порахував недоцільним. Метал, з якого роблять комп'ютерне залізо, Дуже м'який, від впливу високих температур його «поведе», та й прогорить він швидко. Тому було вирішено зробити «знімний варіант» генератора, який можна було б закріпити на боці стаціонарної грубки або притулити до стоїть на багатті казанка. А щоб в таких умовах не підсмажити елемент Пельтьє на відкритому вогні, потрібна була термостійкий, але теплопроводящая прокладка. Для цього мені вдалося роздобути шматок товстої алюмінієвої пластини розмірами 100х120х5 міліметрів.

Щоб притиснути елемент Пельтьє до алюмінієвій підкладці, а до нього, в свою чергу, притиснути радіатор, я вирішив використовувати дитячий металевий конструктор, який я колись купував для потреб робототехніки.

технологічна частина

Отже, всі компоненти зібрані, можна приступати до складання.

Перша неприємність, яка мене чатувала - це 12-вольта штатний вентилятор на радіаторі. Так як я збираюся здобувати всього 5 вольт, та ще й при досить невеликому максимальному струмі, то це могло створити проблему.

Спочатку я закинув вудки в усі радіо- і комп'ютерні магазини Пермі, проте ніде не знайшлося вентилятора 80х80 міліметрів на 5 вольт. А якщо і були, то менших розмірів і на ток більше 200 мА, що було занадто багато.

Потім я покопався на Ібее і виявив, що потрібний мені вентилятор коштує від 300 рублів. Але сподіватися на швидку доставку було безглуздо, і тому я залишив цей варіант як резервний.

І тільки після всіх пошуків я здогадався включити штатний 12-вольта вентилятор до 5-вольтової джерела напруги. Виявилося, що він цілком непогано дме, і при цьому споживає не дуже великий струм. Тому я вирішив поки залишити його, а після проведення випробувань при необхідності замовити вентилятор на Ібее.

Принципова схема перетворювача є типовою і взята з даташіта.

Для схеми була розлучена друкована плата, на якій передбачено кріплення до основи-підкладці за допомогою все тих же деталей від дитячого конструктора. За перегрів плати я не турбуюся, так як вона має примусове охолодження потоком повітря, видуває з радіатора.

Плата виготовлена ​​за допомогою Лутай і зібрана. Виявилося, що корпус TSSOP-8 паяти без фену дуже незручно. Але ми люди терті, FTDI-мікросхеми з кроком ніжок 0,4 міліметра паялі.

Для початку виявилося, що я переплутав полярність підключення елемента до перетворювача. Хоча начебто все було правильно - чорний провід - до мінуса, червоний - до плюса. Однак працювати генератор не хотів. Тоді я змінив полярність підключення елемента.

Генератор заробив - спочатку загорілися обидва світлодіода, сигналізуючи про наявність 5 вольт на виході і низькій напрузі на вході, потім червоний світлодіод погас - напруга піднялося вище півтора вольт.

На мій незадоволення виявилося, що без вентилятора через пару хвилин роботи системи радіатор відчутно нагрівся. Так справа не піде.

На наступний день я прогулявся по металоринку і декільком комп'ютерним барахолок, але на моє запитання про 5-вольтів вентиляторах всюди розводили руками і радили сходити «ще геть в те місце», в якому я вже був пару хвилин тому. У підсумку я поїхав додому піймавши облизня.

Вдома я провів експеримент по заживлення штатного 12-вольта вентилятора від вихідних 5 вольт перетворювача. Результати мене не порадували - перетворювач з явним небажанням погасив червоний світлодіод, а вентилятор кілька секунд слабо сіпається, намагаючись запуститися. Повітряного потоку від працюючого в півсили вентилятора виявилося недостатньо для нормального охолодження - радіатор так само швидко нагрівся, хоч і не обпалював тепер пальці. В результаті вентилятор я вирішив все ж замовити з Ібея.

результат

По приїзду вентилятора (Ібей обіцяє середину березня-початок квітня) перевірю охолодження. Плюс потрібно буде протестувати роботу генератора в «бойових» умовах - на багатті.

За якість фотографій перепрошую - фотограф з мене ніякий. Посилання на надихнула мене статтю: тиц.