Πιο λεπτά στοιχεία ή δωρεάν ηλεκτρική ενέργεια από φωτιά

Το περιεχόμενο του άρθρου



Με τη βοήθεια απλών συσκευών, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την απώλεια θερμότητας από τη θέρμανση αέρα ή υγρών. Σε αυτό το άρθρο, θα σας δείξουμε πώς να χρησιμοποιείτε την σπατάλη ενέργειας από σόμπες, λέβητες και φωτιές, μετατρέποντάς την σε ένα μικρό ηλεκτρικό ρεύμα..

Πιο λεπτά στοιχεία ή δωρεάν ηλεκτρική ενέργεια από φωτιά

Οποιαδήποτε χημική διαδικασία λαμβάνει χώρα με την απελευθέρωση διαφόρων ειδών ενέργειας. Μια τόσο ισχυρή πηγή όπως η καύση έχει χρησιμοποιηθεί ανά πάσα στιγμή. Μπορεί να ονομαστεί η κύρια πηγή θερμότητας και φωτός. Σχεδόν όλες οι ουσίες στη Γη καίγονται, ενώ εκπέμπουν θερμότητα και φως σε διαφορετικές ποσότητες. Η μετατροπή της θερμικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια δεν είναι δύσκολη αν έχετε έναν στρόβιλο εργασίας, παρόμοιο με εκείνο που είναι εγκατεστημένο στο CHP. Αυτή είναι μια ογκώδης και περίπλοκη συσκευή, η οποία είναι απίθανο να βρει θέση στο λεβητοστάσιο μιας εξοχικής κατοικίας. Θα προσπαθήσουμε να επωφεληθούμε από τη θερμότητα που παράγεται από τη θέρμανση της κουζίνας ή τη θέρμανση νερού.

Το φαινόμενο Peltier είναι το φαινόμενο της διαφοράς θερμοκρασίας όταν θερμοστοιχεία δύο διαφορετικών τύπων αγωγών (τύπου p και τύπου n) αλληλεπιδρούν όταν διέρχεται ένα συνεχές ρεύμα. Το εφέ Seebeck είναι συνέπεια του φαινομένου Peltier, όταν παράγεται ηλεκτρικό ρεύμα όταν θερμαίνεται ένα από τα θερμοστοιχεία. Δεν θα περιγράψουμε λεπτομερώς τη θερμοδυναμική της διαδικασίας – αυτές οι πληροφορίες, οι οποίες είναι δύσκολο να κατανοηθούν, βρίσκονται εύκολα στη βιβλιογραφία αναφοράς. Μας ενδιαφέρει το αποτέλεσμα και οι επιλογές για την πρακτική του χρήση..

Σχεδιασμός θερμοηλεκτρικής μονάδας

Η θερμοηλεκτρική μονάδα (TEM) αποτελείται από πολλά θερμοστοιχεία που συνδέονται με μια χαλκού πλάκα. Το πεδίο θερμοστοιχείου είναι κολλημένο μεταξύ δύο κεραμικών πλακών. Είναι δυνατή η συναρμολόγηση μιας τέτοιας μονάδας μόνο στο εργοστάσιο. Αλλά θα είναι δυνατόν να συγκεντρώσετε πολλά TEM για τις δικές σας ανάγκες στο σπίτι. Τα στοιχεία Peltier-Seebeck διατίθενται ελεύθερα σε εξειδικευμένα καταστήματα (και σε ιστότοπους) που πωλούν τεχνολογικό εξοπλισμό.

Συλλέγουμε TEM για 5 V

Ο, τι χρειάζεσαι:

  • Peltier module TEC1-12705 (40×40) – 2 τεμ.;
  • ενισχυτής μετατροπής σταθερής τάσης EK-1674.
  • φύλλο duralumin πάχους 3 mm.
  • δεξαμενή νερού με τέλεια επίπεδη βάση (κάδος).
  • καυτή κόλλα
  • κολλητήρι.

Πιο λεπτά στοιχεία ή δωρεάν ηλεκτρική ενέργεια από φωτιά

Κόψαμε δύο πανομοιότυπες πλάκες από ένα φύλλο duralumin, λίγο περισσότερο από δύο μονάδες που βρίσκονται δίπλα-δίπλα. Στερεώνουμε τις πλάκες στις μονάδες και στις δύο πλευρές με κόλλα καυτού τήγματος. Στερεώνουμε (ζεστό τήγμα) το προκύπτον “σάντουιτς” στο κάτω μέρος του κάδου. Ένας τέτοιος σχεδιασμός μπορεί ήδη να βάλει φωτιά, αλλά θα έχουμε άχρηστο 1,5 V στην έξοδο. Για να βελτιώσουμε τα χαρακτηριστικά, χρειαζόμαστε έναν μετατροπέα ενίσχυσης, τον οποίο κολλάμε στο κύκλωμα. Θα αυξήσει την τάση στα 5 V, η οποία είναι ήδη αρκετή για τη φόρτιση ενός κινητού τηλεφώνου..

Πιο λεπτά στοιχεία ή δωρεάν ηλεκτρική ενέργεια από φωτιά

Προσοχή! Ο μετατροπέας έχει διαστάσεις 1,5×1,5 cm. Ελλείψει επαγγελματικών δεξιοτήτων, αναθέστε τη συγκόλληση σε ειδικό.

Η διαφορά θερμοκρασίας στο σχεδιασμό μας επιτυγχάνεται με θέρμανση από τη μία πλευρά (από φούρνο ή φλόγα) και ψύξη της άλλης (νερό σε κουτάλα). Φυσικά, όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά, τόσο πιο αποτελεσματική θα λειτουργεί η ενότητα. Επομένως, για να λειτουργεί στη λειτουργία μικρογεννήτριας, απαιτείται σχετικά χαμηλή θερμοκρασία νερού στην κουτάλα (είναι καλύτερα να την αντικαθιστάτε περιοδικά). Για να δημιουργήσετε το πολυπόθητο 5 V, αρκεί να τοποθετήσετε τη δομή σε ένα ποτήρι με ένα αναμμένο κερί.

Συνδυάζοντας αναλογικά περισσότερες μονάδες, έχουμε ένα πιο αποτελεσματικό σύστημα παραγωγής ενέργειας. Κατά συνέπεια, αυξάνοντας τη δομή, αυξάνουμε αναλογικά τον εναλλάκτη θερμότητας. Σε αυτήν την περίπτωση, η δροσισμένη επιφάνεια πρέπει να καλύπτεται πλήρως με ένα δοχείο νερού (η απλούστερη και πιο προσιτή επιλογή).

Όλα είναι τόσο απλά που αμέσως υπάρχει η επιθυμία να συναρμολογηθούν περισσότερες μονάδες σε ένα σύστημα και να παραχθούν 220 V από τη φωτιά. Και μετά συνδέστε ένα θερμαντήρα λαδιού ή ένα κλιματιστικό. Ένα τόσο απλό σύστημα έχει τα μειονεκτήματά του και το κύριο είναι η χαμηλή απόδοση. Συνήθως αυτός ο αριθμός δεν υπερβαίνει το 5%. Αυτό οδηγεί σε σχετικά χαμηλή ισχύ ρεύματος 0,5 – 0,8 A και πολύ χαμηλή ισχύ – έως 4 W.

Για αντλία ή λαμπτήρα πυρακτώσεως, αυτό είναι αμελητέο, αλλά αρκετά επαρκές για:

  • φόρτιση μπαταριών έως μοτοσικλέτας (σε επιλογές ανάλογες με τις απαιτήσεις).
  • εργασία λαμπτήρων διόδων εκπομπής φωτός (LED).
  • δέκτης ραδιοφώνου.

Το χειμώνα, το σύστημα, τοποθετημένο σε μια πηγή θερμότητας που βρίσκεται έξω, θα λειτουργήσει όσο πιο αποτελεσματικά γίνεται..

Το κόστος των υλικών για τη συναρμολόγηση ενός θερμοηλεκτρικού μικρογεννητή για 5 V:

ΟνομαΤιμή, τρίψτε.Σημείωση
Peltier module TEC1-12705 (40×40) * – 2 τεμ..600Τιμή για 2 τεμ.
Μετατροπέας ενίσχυσης τάσης DC EK-1674320
Ντουραλουμίνη300Φύλλο για έκδοση κάδου
Κόλλα ζεστού τήγματος Radial1502 ml
ΚουτάλαεκατόΝέος
Σύνολο υλικών1470

* – αυτό το μοντέλο προϊόντος επιλέχθηκε για λόγους τιμής. Η γκάμα των TEM από εταιρείες προμηθευτών είναι αρκετά μεγάλη, γεγονός που σας επιτρέπει να επιλέξετε πιο παραγωγικά (έως 8 V) μοντέλα (είναι σημαντικά πιο ακριβά).

Τα εργοστασιακά προϊόντα αυτού του σχεδιασμού μόλις αρχίζουν να εμφανίζονται στην πώληση. Η σειριακή παραγωγή πραγματοποιείται σε μικρές παρτίδες και το εύρος είναι μικρό. Το κόστος ενός τέτοιου «κουβά» ξεκινά από 2500 ρούβλια.

Πιο λεπτά στοιχεία ή δωρεάν ηλεκτρική ενέργεια από φωτιά

Ο εργοστασιακός θερμογεννήτριας είναι μια συσκευή που βασίζεται στο εφέ Peltier-Seebeck που μπορεί να στερεωθεί απευθείας σε μια θερμαινόμενη επιφάνεια. Από τον σχεδιασμό που περιγράφηκε παραπάνω, διακρίνεται από τον εργοστασιακό σχεδιασμό του (που σημαίνει αξιοπιστία), την απουσία εναλλάκτη θερμότητας (αντί αυτού – πτερύγια ψύξης αέρα) και υψηλότερη τιμή.

Πιο λεπτά στοιχεία ή δωρεάν ηλεκτρική ενέργεια από φωτιά

Ένας τυπικός θερμογεννήτριας «ταξιδιού» έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

Τάση13.5V
Τρέχουσα δύναμη0.16 Α
Εξουσία2,2 βατ
Βάρος1,6-2 κιλά
Θωρακισμένο καλώδιοΝαί
προστασία από την υπερθέρμανσηΝαί
Σύνολο τυπικών συνδέσμωνΝαί
Διαστάσεις (περίπου)150x150x200 mm
ΤιμήΑπό 7000 τρίψιμο.

Όπως μπορείτε να δείτε από τον πίνακα, η αξιοπιστία και η χρησιμότητα του εργοστασίου δεν είναι φθηνά. Ωστόσο, δεν μπορεί να ειπωθεί ότι είναι λειτουργικά ανώτερο από τη σπιτική έκδοση με ένα κουβά. Ένα εντυπωσιακό 13,5 βολτ θα επιταχύνει τη φόρτιση του κινητού τηλεφώνου, αλλά θα πρέπει να έχετε μαζί σας 2 κιλά βάρους στην πεζοπορία, η οποία είναι μια προσιτή πολυτέλεια (δεδομένου του μεγέθους της συσκευής). Και, φυσικά, η τιμή σε κάνει να σκεφτείς. Για αυτό το ποσό, δεν μπορείτε να συλλέξετε έναν “θερμικό κάδο”, αλλά έναν “θερμικό δίσκο” και να φορτίσετε ήρεμα τον φορητό υπολογιστή σας. Και μια ακόμη απόχρωση – η συσκευή απαιτεί ακόμα στερέωση σε μεταλλική πλάκα σε περίπτωση που χρησιμοποιείται τζάκι.

Σε γενικές γραμμές, αυτή είναι μια ευχάριστη και βολική προσθήκη για όσους δεν έχουν προβλήματα με χρήματα και ελεύθερο χώρο στον κορμό..

Ενεργειακός κλίβανος

Μέχρι σήμερα, ένας ενεργειακός κλίβανος είναι η απόθεση της χρήσης ΤΕΜ στην καθημερινή ζωή. Αυτό είναι ένα εργοστασιακό προϊόν, στην πραγματικότητα, μια σόμπα για κάθε τύπο στερεού καυσίμου με ενσωματωμένη θερμοηλεκτρική μονάδα. Ιδανικό για κυνήγι καταφύγια, καλοκαιρινές εξοχικές κατοικίες, απομακρυσμένους χειμερινούς χώρους και γενικά κάθε είδους ζωή μακριά από τον πολιτισμό. Σχεδιασμένο για αυτόνομη χρήση (χωρίς περιφερειακές ψύκτρες), έχει μόνο εστία και καμινάδα. Παρέχει προετοιμασία φαγητού. Τα πιο ισχυρά στοιχεία Peltier-Seebeck είναι εγκατεστημένα σε αυτόν τον κλίβανο..

Πιο λεπτά στοιχεία ή δωρεάν ηλεκτρική ενέργεια από φωτιά

Χαρακτηριστικά ενεργειακού κλιβάνου:

ισχύς εξόδου25-50 W
Τάση εξόδου12 ίντσες
Ένταση Firebox30-60 λίτρα
Βάρος30-60 κιλά
Θερμική ισχύς4-6 kW
ΣταθεροποιητήςΝαί
Εργοστασιακοί συνδετήρεςΝαί
προστασία από την υπερθέρμανσηΝαί
Τιμή23.000-40.000 RUB.

Αν και ο φούρνος είναι φορητός, είναι σίγουρα η «κατηγορία βαρέων βαρών» μεταξύ των οικιακών συσκευών. Ωστόσο, το εύρος εργασιών του κλιβάνου ενέργειας είναι αρκετά μεγάλο – μπορεί ακόμη και να φορτίσει μπαταρίες αυτοκινήτου, να φωτίσει ολόκληρους χώρους με λαμπτήρες LED. Θα βρει μια θέση στο εκδρομικό τρένο βαγονιών και στο όχημα κυνηγιού παντός εδάφους, στο τεχνικό δωμάτιο και στη χώρα. Με άλλα λόγια, σε αυτήν την περίπτωση, έχουμε πάντα μια πηγή θερμότητας μαζί μας, μένει να βρούμε καύσιμα.

Στη θέση του, ο φούρνος ενέργειας είναι αναντικατάστατος, αν και η διάρκεια ζωής που δηλώνει ο κατασκευαστής – 10 χρόνια είναι λίγο ανησυχητική. Πρέπει να σημειωθεί ότι, όπως και στο θερμογεννήτρια, υπάρχει η δυνατότητα προληπτικής (ή έκτακτης ανάγκης) αντικατάστασης όλων των μερών μέχρι το σώμα.

Οι θερμοηλεκτρικές ενότητες είναι εξαιρετικά ενδιαφέροντα αντικείμενα. Εκτός από τις μεθόδους εφαρμογής που περιγράφονται, χρησιμοποιούνται επίσης για νερό και κλιματισμό. Σε αυτήν την περίπτωση, ένα συνεχές ρεύμα τροφοδοτείται στο ίδιο στοιχείο και λειτουργεί “στην αντίθετη κατεύθυνση” – ψύχει τον αέρα. Αυτή η τεχνολογία εφαρμόζεται με επιτυχία σε κλιματιστικά αυτοκινήτων και ψύκτες νερού, στην αυτοκινητοβιομηχανία και στην κατασκευή μικροεπεξεργαστών. Θα περιγράψουμε αυτές τις συσκευές στο επόμενο άρθρο..

Βαθμολογήστε το άρθρο
( No ratings yet )
Κοινοποίηση σε φίλους
Συμβουλές για οποιοδήποτε θέμα από ειδικούς
Πρόσθεσε ένα σχόλιο

Κάνοντας κλικ στο κουμπί "Υποβολή σχολίου", αποδέχομαι την επεξεργασία προσωπικών δεδομένων και αποδέχομαι την πολιτική απορρήτου