Egy kis elmélet.
Egy elem termoelektromos modul (TEM) egy hőelem, amely két különböző, p- és n-típusú vezetőképességű elemből áll. Az elemeket réz csatlakozólemez segítségével kötjük össze egymással. A bizmut, tellúr, antimon és szelén alapú félvezetőket hagyományosan elemanyagként használják.
Hőelektromos modul (Peltier elem) elektromosan összekapcsolt, általában sorba kapcsolt hőelemek halmaza. Egy szabványos termoelektromos modulban a hőelemeket két lapos alumínium-oxid vagy nitrid kerámialap közé helyezik. A hőelemek száma széles skálán változhat - néhány pártól több száz párig, ami lehetővé teszi szinte bármilyen hűtőteljesítményű TEM létrehozását - a tizedtől a több száz wattig.
Amikor egy egyenáram áthalad egy termoelektromos modulon, az oldalai között hőmérséklet-különbség alakul ki - az egyik oldalt (hideg) lehűtik, a másikat (meleget) melegítik.Ha a TEM meleg oldalán hatékony hőelvezetést biztosítanak, például radiátor segítségével, akkor a hideg oldalon a környezeti hőmérsékletnél több tíz fokkal alacsonyabb hőmérséklet érhető el. A hűtés mértéke arányos lesz az áramerősséggel. Amikor az áram polaritása megváltozik, a meleg és a hideg oldal helyet cserél.
Gyakorlat.
A pelte elemeket széles körben használják hűtőrendszerekben. De nem sokan tudnak a másik tulajdonságukról - az energiatermelésről. Ez a laboratóriumi munka ezen képességek tanulmányozására irányul.
50*50 mm-es elem, két alumínium rúd közé szerelve. Felületüket előzőleg becsiszolták és KPT pasztával kenik. Az egyik rúdon átmenő lyukak vannak fúrva, amelyeken keresztül rézcsövet vezetnek át a vízhűtés céljából. Íme, mi történt:
Csatlakoztassa a vizet a hűtőhöz az egyik oldalon Peltier elem, és tegye a másikat az égőre. Az elem kimenetére egy 10W-os 6 voltos izzót csatlakoztatunk. Az eredmény az, hogy a generátorunk működik!
A tapasztalatok azt mutatják, hogy a Peltier elem jól termeli az áramot. A lámpa elég erősen ég, a feszültség körülbelül 4,5 volt.
A 160 fokos melegítés nem volt optimális, 120 fokon már csak 10%-kal rosszabb az eredmény.
A hűtőfolyadék hőmérséklete a kimenetnél tíz fokkal, a bemenetnél egy fokkal kevesebb. Ezekből az eredményekből ítélve a víz nem annyira szükséges a hűtéshez...
Segítséggel Peltier elemek áramot termelhetsz expedíción, kempingezésen, téli vadászkunyhóban, egyszóval bárhol, ahol szükség lehet rá. Természetesen, ha van tűzifája vagy ragyogó napsütése, és mindenképpen találékonysága.
Termoelektromos modul használata.
Egy ilyen termoelektromos generátorra jól emlékeznek azok, akik emlékeznek a szovjet állami és kolhozokra. Azt mondják, hogy a háború alatt a németek nem tudták megérteni, hogy a partizánok hogyan tudtak hosszú ideig rádióadásokat vezetni az ostromlott erdőből.
Igen, ahogy mondják – ha tudósainknak pénzt fizetnének, már 85-ben feltalálták volna az iPhone-t! :-)
Termoelektromos hűtőszekrény
Termoelektromos hűtőszekrény (2-es opció)
Termoelektromos hűtőszekrény (opció 3)
Autóhűtő dobozos italokhoz
Ivóvíz hűtő
Termoelektromos klíma KAMAZ fülkébe
Egy ilyen „kanálba” vizet öntünk, tűzre rakjuk, és kérem, töltse fel mobiltelefonját. Az egész titok a mélyben van, Peltier ott van „eltemetve”.
Nézzük meg közelebbről ezt a kialakítást.
Jelenleg egyre nagyobb az érdeklődés a termoelektromos generátormodulok háztartási eszközökben történő alkalmazása iránt. Mindenekelőtt ez az alacsony fogyasztású villamosenergia-fogyasztók - rádiók, mobiltelefonok és műholdas telefonok, laptopok, automatizálási eszközök stb. meglévő hőforrásokból. A forgó, dörzsölő vagy egyéb kopó alkatrészeket nem tartalmazó termoelektromos generátor lehetővé teszi, hogy bármilyen hőforrásból közvetlenül nyerjen áramot: belső égésű motorok kipufogógázai, geotermikus forrásokból származó meleg víz, hőerőművek „pazarló” hője stb. . A különféle teljesítményű ipari termoelektromos generátorok (TEG) létrehozása során szerzett tapasztalatok alapján az IPF CRYOTHERM megkezdte a 8 W névleges teljesítményű háztartási TEG-ek tömeggyártását.Szerkezetileg a generátor körülbelül 1 liter belső térfogatú alumínium vödör formájában készül, amelynek aljába az IPF Kryotherm által gyártott generátormodulok vannak beépítve.
A generátor működéséhez szükséges hőmérséklet-különbség akkor érhető el, ha az üstöt például tűz lángja felmelegíti. Az üstben felmelegített víz főzéshez vagy egyéb célokra használható. Ezt a generátort elsősorban távoli, nehezen elérhető helyeken való használatra szánják egyedi kommunikációs és navigációs berendezések, világítás stb. Nélkülözhetetlen a vadászok, turisták, tengerészek, mentő- és speciális szolgálatok munkatársai számára, akik kénytelenek hosszabb ideig távol maradni a központi áramellátástól.
A generátor előnye a kis tömeg és térfogat, a nagy fajlagos előállított teljesítmény, a funkcionalitás és a nagy megbízhatóság. A generátor kialakítása megfelelő használat esetén kizárja a túlmelegedés lehetőségét. A generátorhoz kiegészítő opcióként egy lépcsős feszültségstabilizátort kínálnak 3 V - 6 V - 9 V - 12 V tartományban, valamint adaptereket a töltőhöz.
HÁZTARTÁSI TERMOELEKTROMOS GENERÁTOR 1TG-8
Adatlap
Súly folyadék nélkül, kg, legfeljebb 0,55
Teljes méretek, mm
fogantyúval
fogantyú nélkül250x130x110? 123, h=100
Belső térfogat, dm31.0
Névleges termelt teljesítmény, W, legalább 8,0
Kimeneti feszültség, V3.0? 12.0
Jelenlegi, mA660 ? 2660
És itt van egy másik példa a felhasználásra.
A generátor ilyen kis termoelektromos kondenzátorokból áll.
A legújabb anyagok felhasználásának köszönhetően a termoelektromos generátorok (TEG) már 1000 W teljesítményig képesek elektromos áramot előállítani.
A hőgenerátor különösen a dinamikus vezetés kedvelőinek fog tetszeni: elvégre minél nagyobb a motor fordulatszáma, annál több áram keletkezik, amelyet a jövőben például hibrid erőművekben is felhasználhatnak a még jobb gyorsulási dinamika érdekében.
A modern belső égésű motorok tüzelőanyag-energiájának csaknem kétharmada a hővel együtt „repül” a légkörbe. Ezért a BMW mérnökei az amerikai űrkutatási ügynökség, a NASA szakembereivel együtt aktívan dolgoznak a kipufogógázok hőenergiájának elektromos energiává alakítására szolgáló technológiákon. Az ilyen telepítéseknek van egy másik pozitív hatása is: a hideg motor további fűtése. Egyelőre a TEG „beborítja” a kipufogócső egy szakaszát, de a jövőben a tervek szerint ezt a rendszert integrálják a katalizátorba, ezáltal kihasználva annak hőszabályozását. Ennek a technológiának az autóban való nagyobb léptékű megvalósításához az alvázat modernizálni kell, helyenként kibővítve a központi alagutat. Várhatóan egy ilyen rendszer hamarosan 5 százalékos üzemanyag-megtakarítást tesz lehetővé, növelve a belső égésű motor hatásfokát.
Ilyen a Peltier elem vagy termoelektromos modul!
