Термоэлектрогенератор. Термоэлектрогенераторы на дровах мощностью 1 квт


Походный термоэлектрический генератор на дровах и щепках

Походный термоэлектрический генератор на дровах и щепкахЕсть в мире такая интересная вещь, как Элемент Пельтье - термоэлектрический преобразователь с обратимым эффектом. Его устройство очень просто - это пластинка с множеством соединенных пар разнородных полупроводников, закрытых в теплопроводящем корпусе. Если пустить по элементу ток - одна из сторон пластинки начнет греться, а другая - охлаждаться. Работает это и в обратную сторону - если охлаждать одну сторону, и нагревать другую - элемент начнет вырабатывать электричество, тем большее, чем больше разница температур между сторонами.

За свою универсальность, простоту и малые размеры, "пельтьешки" горячо полюбились любителями самодела, выживальщиками и оверлокерами, которые не перестают придумывать им применение как в качестве охладителя (например, для CPU), так и термоэлектрогенератора. Например - представленный Маркусом Райтом из Уфы - простой походный термогенератор на дровах и щепках, дающий на выходе напряжение 5V/500mA через преобразователь с USB-выходом - этого должно быть достаточно для зарядки телефона или фонарика на природе. А главное - собрать этот агрегат можно из компьютерного хлама и подручных средств, и ниже мы расскажем как!

Для сборки устройства понадобится:1. Элемент Пельтье - хорошим выбором будет TEC1-12710 12V 40x40mm2. Повышающий преобразователь напряжения с USB-выходом (входной ток 1-5V, выходной - 5V).3. Радиатор для процессора с площадью соприкосновения не меньше 40x40mm (больше - лучше).4. Блок питания компьютера, желательно нерабочий - из него понадобится только корпус. Вместо БП можно использовать щепочницу, и вообще модифицировать конструкцию по желанию.5. Термопаста и инструменты.

Приобрести Элемент Пельтье можно на радиорынках или в магазинах электротехники, или на ebay и aliexpress (ключевое слово - "peltier"). У нас - дороже, на Aliexpress партия из 5шт. TEC1-12710 обойдется в $25, хотя можно найти дешевле. Также, можно заказать TEC1-12706 - его характеристики похуже, но партия в те же 5шт. обошлась в $10. Ниже приведены характеристики используемого в генераторе элемента:

В TEC1-12710 - 127 пар полупроводников, он рассчитан на 10A и оптимальное подаваемое напряжение - 12V (допустимо, но нежелательно превышение до 14-15V. При извлечении напряжения нагревом и охлаждением - элемент выдаст напряжение значительно ниже среднего - около 1V с пассивным охлаждением одной стороны. Поэтому нужно использовать повышающий преобразователь - когда на вход подается минимальное допустимое напряжение в 1V, он повышает и стабилизирует его, давая на выходе стабильные 5V. Большинство подобных устройств оснащены светодиодным индикатором - когда он загорится - значит на выходе есть 5V и можно работать.

Стабилизатор несложно собрать самому - хотя, стоит он около $2-3 и продается интернет-магазинах. В описываемом устройстве используется стабилизатор, заказанный из Китая вместе с ЭП.

Важно: Элементы Пелетье чувствительны к высоким температурам - нежелателен длительный нагрев элемента выше 160°C, иначе поплывут места спая полупроводников и он выйдет из строя. Также опасны короткие замыкания на поверхности элемента и между контактами.

Сборка:1. Сперва нужно подготовить корпус БП. А именно - выпотрошить всю начинку и снять порты питания. Снизу на задней стенке, где будет крепиться радиатор, выпилите или пробейте 4 маленьких отверстия - они нужны для крепления радиатора на металлической проволоке. Также, при необходимости, пробейте отверстия для доступа кислорода снизу. Во всём остальном - корпус компьютерного БП идеально подходит для термогенератора.

Походный термоэлектрический генератор на дровах и щепках

2. Соблюдая полярность, припаяйте контакты ЭП к преобразователю, а сам преобразователь желательно заизолировать, для защиты от повреждений.

3. Теперь нужно реализовать охлаждение холодной стороны ЭП - активное, или пассивное. Пассивное - это просто радиатор, рассеивающий тепло. Активное - это когда тепло, переданное радиатору, рассеивается кулером, либо когда радиатор охлаждается холодной водой/снегом (зима - лучшее время для фанатов ЭП) - вариантов много. В любом случае, пассивное охлаждение допустимо в ветреной местности, но КПД устройства будет ниже.

Походный термоэлектрический генератор на дровах и щепках

"Холодная" сторона ЭП - это та, на которой набито название (протестировать можно, пустив на контакты ЭП ток). Для лучшего теплоотвода обильно смажьте холодную сторону ЭП термопастой - подойдет и легендарная КПТ-8, купленная на радиорынке, но лучше использоваться современные аналоги (спрашивайте в магазинах компьютерной техники). После - установите радиатор на холодную сторону ЭП, и готовое изделие плотно (используя металлическую проволоку) закрепите на стенке корпуса.

Походный термоэлектрический генератор на дровах и щепкахТермогенератор на Элементах Пелетье готов! Походный термоэлектрический генератор на дровах и щепкахРаботает сей агрегат очень просто: щепки или дрова, горящие внутри корпуса, нагреют одну из сторон ЭП, пока другую будет охлаждать радиатор. Разница температур начнет расти - а вместе с ней вырастет и вырабатываемое элементом напряжение. Когда на преобразователе загорится лампочка - к устройству можно подключать ваши девайсы, и те медленно, но верно будут заряжаться. А если иногда охлаждать водой радиатор - то заряжаться они будут ещё быстрее!

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

usamodelkina.ru

Портативный термогенератор превратит любую печь в источник чистой энергии

Термоэлектрический генератор FireBee Power Tower преобразует тепло из любой переносной печи в электричество для зарядки смартфонов, планшетов и других электронных гаджетов.

Возможность выработки электричества портативными устройствами может серьезно улучшить качество жизни в отдаленных от сети регионах, а также стать спасительным источником энергии во время катаклизмов и стихийных бедствий. На сегодняшний день известно много различных вариантов, успешно использующих ветер, солнце и воду для питания портативной электроники. Однако есть и другой способ выработки электричества – термоэлектрический генератор, собирающий энергию, которая в обычных случаях просто улетучивается через дымоход.

Портативная печь FireBee Power Tower способна использовать часть тепла, выделяемого при приготовлении пищи или обогрева дома (палатки или другого временного жилища), чтобы получить дополнительное электричество для подзарядки гаджетов, освещения и прочих домашних нужд. Новое устройство австралийской компании является универсальным – электроэнергию можно получать от тепла различных походных печей типа «буржуйка», пропановых печей, каминов и даже от небольших спиртовых горелок.

Производитель утверждает, что переносной тепловой генератор может производить до 7 ватт электроэнергии, которая распределяется на два выхода: порт USB 5V 2A для портативной электроники и 12-ти вольтовый терминал на 125mA, который можно использовать, соответственно, для подзарядки аккумуляторов 12V.

Читайте также: Карманный генератор HandEnergy - переносная зарядка на все случаи жизни

Тепло от печи или огня поглощается ребрами радиатора, расположенными внутри устройства, которое затем проходит через пару термоэлектрических модулей, соединенных с резервуаром с хододной водой. Термоэлектрические модули генерируют электричество от разности температур между горячими ребрами и охлаждающим резервуаром. Затем это электричество преобразуется в общий формат USB 5V 2A, который используется большинством портативных устройств.

У Power Tower есть еще одно достоинство: так как для его работы требуется охлаждающий резервуар с водой, которая в конечном итоге доводится до кипения, специальный патрубок на устройстве позволяет легко сливать горячую воду, например, для стирки или других нужд. По сути, пользователи могут готовить горячую пищу, заряжать свое устройство и одновременно нагревать воду для мытья посуды. Поскольку выработка электроэнергии происходит из-за разницы температур, наибольшая эффективность достигается с максимально горячим источником тепла и максимально холодной водой, а последующий слив кипящей воды и замена ее на более холодную будет служить своеобразной «зарядкой» устройства.

«Устройство PowerBee Power Tower является самым мощным термоэлектрическим генератором подобного рода, в котором даже небольшое количество тепла производит достаточное количество энергии. Его можно приспособить для использования в паре с небольшой спиртовой или пропановой горелкой, а также любой печью с дымоходом», - сообщает компания.

Хотя производитель прямо не указывает на это, но в теплых и солнечных регионах, где использование печей не всегда является необходимостью, задействовать устройство можно с помощью солнечного концентратора.

Стоимость портативного термогенератора составляет 159 долларов. В настоящее время компания учувствует в конкурсе National Geographic Chasing Genius, а более подробная информация о продукте доступна на FireBeeCharger.

Читайте также: Разработана новая портативная печь-зарядка для электронных устройств

Источник: treehugger.com

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Loading...

ecotechnica.com.ua

Термоэлектрогенератор « Попаданцев.нет

Тема термоэлектрогенераторов всплывает в попаданческих кругах раз за разом.Ну а что — гальваническими элементами много электроэнергии не добудешь (да и дорого), строительство классического электрогенератора — тот еще геморрой, ну так почему не получить электричество всего лишь от разницы температур, как термопара? Ведь китайцы же продают дешевые генераторы на этом принципе?

Ну что же, давайте разберем как сам принцип так и то, что делают китайцы…

termogeneratorТакие генераторы работают на эффекте Зеебека, который был открыт Томасом Иоганном Зеебеком в 1821 году по отклонению магнитной стрелки. Сам Зеебек отрицал электрическую природу отклонения стрелки, он вообще считал, что магнитное поле в опыте возникает непосредственно из-за разницы температур. И вообще — магнитные полюса Земли возникли потому, что на полюсах холодно, а на экваторе жарко.

Чтобы понять, что это было за время, можно сказать, что за год до нахождения эффекта Зеебека было доказано влияние электрического тока на магнитную стрелку (спасибо Эрстеду), и именно в этом году Фарадей обнаружил электродвижущую силу — путь к электродвигателям и генераторам тока. Однако, если генератор Фарадея взял «низкий старт», то эффект Зеебека ожидал вплоть до Второй Мировой. Думаете, это случайность?

Впервые некое подобие генератора на эффекте Зеебека собрал Эрстед через пару лет:termopara_sn-biЭрстед использовал спай свинец-висмут, горячие концы нагревал пламенем, а холодные опускал в воду. Штука, конечно, ядовитая, но нас интересует другой вопрос — а какую разность потенциалов при этом получил Эрстед?На этот вопрос есть ответ.В-первых давайте посмотрим на термоэлектрический ряд металлов:termoelectr_ryadА теперь посмотрим на табличку, собранную Augustus Matthiessen в 1862 году, которая показывает насколько большую разницу потенциалов мы получаем в вольтах относительно свинца на 1 градус цельсия:

Висмут +0,000089
Кобальт +0,000022
Ртуть +0,000000418
Свинец 0
Латунь —0,0000001
Медь —0,0000001
Платина —0,0000009
Золото —0,0000012
Серебро —0,0000030
Цинк —0,0000037
Мышьяк —0,00001336
Железо —0,00001715
Сурьма —0,0000226
Фосфор (красный) —0,0000297

Любуемся микровольтами и понимаем, что Эрстед был молодец, такое зафиксировать не каждому доступно!Конечно, тут материалы простые (правда, не все доступны в древние времена), но, возможно с более хитрыми материалами будет все поинтереснее? Ну что же, есть и такая данные, но вряд она будет интересна попаданцу, потому что там примерно такие же числа, чуть лучше только у палладия, сплава платина-иридий, никеля и нейзильбера. Что интересно — этот дополнительный список и сейчас не очень-то и доступен…

Пра разнице температур в 100oC и температуре холодного спая в 0°С, пара медь-константан даёт 4,25 мВ, платина-платинородий — 0,643 мВ, нихром-никель — 4,1 мВ.Милливольт!При разнице в 100 градусов!

Ну что же, числа не радуют, но ведь Эрстед последовательно втыкал сразу шесть термопар, и если мы поставим шесть тысяч, то ведь напряжение будет заметно? В конце концов, в случае медь-константан при разнице температур в 500°С, при разнице потенциалов 0.027 B ток достигает сотен ампер (из-за малого сопротивления спая).Вообще, какое там КПД у такого преобразователя?И на этот вопрос есть ответ:КПД — 1-2%.Напоминаем, что КПД паровоза на порядок выше!

И мне бы очень хотелось напомнить, что на подобные эффекты очень сильно влияет чистота металлов, для попаданца недоступная. И еще неплохо бы подумать, каким методом попаданец будет сваривать два разнородных металла. Конечно, сейчас в атмосфере инертного газа плазмой можно много чего сварить (но опять-таки не все). Как это сделать в древние времена — это самый настоящий квест на всю жизнь. Это я к тому, что в теории милливольты и 1% КПД, а на практике эффект может быть вообще на грани обнаружения.Поэтому задумываться про конструкцию самого прибора (в котором должен быть очень заметный перепад температур) и вовсе не стоит.

030_1Ну как же, возражают оппоненты — ведь есть же в продаже китайские термогенераторы (фотка в начале статьи), и мощность этих генераторов доходит до 200 Вт, а замахиваются даже на киловаттные!

Да, это верно.Тут прикол ситуации в том, что такие генераторы — полупроводниковые. Там нет спаев металлов, там чудесные полупроводниковые сочетания, типа теллурида германия, селенида гадолиния, моносульфида самария или силицида магния. Ну ладно-ладно, возьмем что-нибудь попроще, покитайскее — типа теллурида висмута, ага. Главное — правильно вырастить монокристалл в помещении с чистотой класса M1.5 😀ИМХО, такой материал будет доступен попаданцу, если в его распоряжении будет разбитая летающая тарелка, потому что если у него всего лишь УАЗ-696 или даже СУ-25, то таких элементов вы в них не найдете. А даже если и будет материал, то как он будет выращивать полупроводниковые кристаллы?И кроме всего прочего — КПД современных полупроводниковых преобразователей находится в пределах 5-7%. Самые лучшие (читай «самые дорогие») до сих пор никак не перешагнут предел в 20%, да и то — они сейчас в продаже недоступны. И если вы видите в рекламе надпись «КПД преобразователя 90%», то это имеется в виду преобразователь, спаренный с тем же котлом отопления, который утилизирует тепло, не ушедшее в воду, и данное КПД — это общее КПД нагревательного котла.

Удивительно ли, что сейчас такие преобразователи чаще всего используются для радиоизотопных источников тока космических аппаратов. Вы не помните, с какого года купцы начали возить оружейный плутоний? 😀

Общий вывод — если вы вдруг захотите в древности термоэлектричества — забудьте. Лучше растите селитряницы, по крайней мере материал для них будет доступен.

www.popadancev.net