Oavbruten strömförsörjning i ett privat hus. Generatorval

Varianter av enheter

I en kedja av olika ledare vid variabel temperatur kan termo-EMF uppträda vid kontaktpunkterna. Baserat på detta utvecklades och skapades den så kallade Peltier-modulen. Den består av två keramiska plattor, mellan vilka en bimetall är installerad. När en elektrisk ström appliceras börjar en av plattorna gradvis värmas upp medan den andra svalnar samtidigt. Denna förmåga gör det möjligt att tillverka kylskåp av sådana element.

Men den omvända processen kan också observeras när en temperaturskillnad bibehålls vid kontaktpunkterna. I det här fallet börjar plattorna generera elektrisk ström. En sådan modul kan användas för att generera en liten mängd elektrisk energi.

Moduldrift

Termogeneratorer av el fungerar enligt en viss princip. Så, beroende på strömriktningen, observeras absorption eller frisättning av värme vid kontakt med olika ledare. Det beror på elriktningen. I detta fall är strömtätheten densamma och energin är annorlunda.

Uppvärmning av kristallgitteret observeras om den utflödande energin är mindre än den som kommer in i kontakten. När strömriktningen ändras sker motsatt process. Energin i kristallgallret minskar, så enheten svalnar.

Den mest populära är den termoelektriska modulen, bestående av ledare av typ p och n, som är sammankopplade via kopparanaloger. I vart och ett av elementen finns fyra övergångar som kyls och värms upp. På grund av temperaturskillnaden är det möjligt att skapa en termoelektrisk generator.

Fördelar och nackdelar

Oavsett om den köps eller tillverkas för hand har den termoelektriska generatorn ett antal fördelar. Så de viktigaste av dem inkluderar:

1. Små dimensioner.
2. Förmågan att arbeta både i värme- och kylanordningar.
3. När polariteten ändras är processen reversibel.
4. Brist på rörliga element som slits ut tillräckligt snabbt.

Trots de nuvarande betydande fördelarna har en sådan anordning vissa nackdelar:

1. Obetydlig effektivitet (endast 2-3%).
2. Behovet av att skapa en källa som är ansvarig för temperaturskillnaden.
3. Betydande energiförbrukning.
4. Högt pris.

Baserat på ovanstående negativa och positiva egenskaper kan vi säga att en sådan enhet är lämplig att använda om det är nödvändigt att ladda en mobiltelefon, surfplatta eller tända en LED-lampa.

Funktioner i

Ett vedeldat kraftverk är långt ifrån en ny uppfinning, men modern teknik har gjort det möjligt att förbättra de apparater som utvecklats tidigare något. Dessutom används flera olika tekniker för att generera el.

Dessutom är begreppet "på trä" något felaktigt, eftersom fast bränsle (trä, flis, pallar, kol, koks) i allmänhet allt som kan brinna är lämpligt för drift av en sådan station.

Omedelbart noterar vi att ved, eller snarare processen för förbränning, endast fungerar som en energikälla som säkerställer att enheten fungerar i vilken el genereras.

De viktigaste fördelarna med sådana kraftverk är:

• Förmågan att använda ett brett utbud av fasta bränslen och deras tillgänglighet;
• Få el var som helst;
• Användningen av olika tekniker gör att du kan ta emot elektricitet med en mängd olika parametrar (endast tillräckligt för regelbunden laddning av telefonen och innan du drar till industriell utrustning);
• Det kan också fungera som ett alternativ om strömavbrott är vanliga och också den viktigaste källan till el.

DIY-tillverkning

Du kan själv skapa en termoelektrisk generator. För detta ändamål krävs vissa delar:

• Modul som tål temperaturer upp till 300-400 ° C.
• En boost-omvandlare vars syfte är att få en kontinuerlig spänning på 5 V.
• Värmare i form av eld, ljus eller någon form av miniatyrspis.
• Kylare. Vatten eller snö är de mest populära alternativen till hands.
• Anslutande element. För detta ändamål kan du använda muggar eller krukor i olika storlekar.

Ledningarna mellan sändaren och modulen måste isoleras med en värmebeständig förening eller konventionellt tätningsmedel. Det är nödvändigt att montera enheten i följande ordning:

1. Lämna endast fodralet från strömförsörjningen.
2. Limma Peltier-modulen på kylaren med den kalla sidan.
3. Efter att du tidigare har rengjort och polerat ytan måste du limma elementet på andra sidan.
4. Från ingången till spänningsomvandlaren är det nödvändigt att lödda ledningarna till plattans utgångar.

I detta fall måste termogeneratorn för korrekt drift utrustas med följande egenskaper: utspänning - 5 volt, typ av utgång för anslutning av enheten - USB (eller något annat, beroende på preferenser), minsta belastningseffekt bör vara 0,5 A I det här fallet kan du använda vilken typ av bränsle som helst.

Kontroll av mekanismen är ganska enkel. Du kan sätta flera torra och tunna kvistar inuti. Tänd dem och anslut efter några minuter en enhet, till exempel en telefon för laddning. Det är inte svårt att montera en termogenerator. Om allt görs korrekt kommer det att vara mer än ett år i resor och vandringar.

El från värme

kategori alternativ energi material i kategorin

I början av förra seklet var uppfinnare och forskare väl medvetna om fördelarna som den utbredda användningen av el kan ge. Men länge fanns det inget sätt att få det billigt i tillräckliga mängder. Men 1821 upptäcktes ett märkligt fenomen av den tyska forskaren Seebeck.

Om du tar en sluten krets med två olika ledare lödda ihop och värmer den ena korsningen och kyler den andra, kommer en ström att visas i kretsen. I denna förvånansvärt enkla anordning (de kallade den en termoelement) omvandlas värmeenergi som en direkt direkt till elektrisk energi.

I en galvanisk cell som var känd långt före honom erhölls energi genom att upplösa en metall i en elektrolyt. Dessa ämnen är ganska dyra och energi var inte billig. Termoelementet är en annan sak. Det förbrukas inte i sig, och bränsle är lätt tillgängligt. Dessutom kan den värmas med vad som helst: solen, vulkanvärmen, förbränningsprodukter som flyger ut genom ugnsröret etc.

Låt oss titta närmare på några av dess egenskaper. En enda termoelement utvecklar en liten EMF - tiondelar, hundradels volt. Emellertid är dess inre motstånd mycket litet, därför kan den genererade strömmen vara mycket stor.

Ett sådant vackert experiment har länge varit känt. En elektromagnet med en järnkärna och en lindning bestående av ... en varv. Men spolen är en hängslen gjord av koppar med en tjocklek på ett finger, stängd av en lödd vismutbro. Vi värmer ena änden av korsningen med en vanlig laboratoriefackla, den andra - vi kyler den med vatten. En ström på tusentals ampere uppstår, och en magnet (med en varv!) Rymmer mormors gjutjärn.

Låg EMF är inte ett problem, termoelement kan enkelt anslutas till ett batteri med en seriekoppling på hundratals eller tusentals källor.Det ser ut som en sådan dragspel gjord av alternerande band av två metaller. En stark ström vid en måttlig spänning på 2-3 volt var bäst lämpad för användning i små galvaniseringsverkstäder. Den producerades av termoelektriska generatorer som liknade en liten spis med trä, kol eller gas.

De användes av hantverkare i början av seklet. Det fanns försök att lösa ännu större problem. Till exempel i slutet av 80-talet av förra seklet i Paris byggde Clouet en termoelektrisk generator som gav energi till 80 Yablochkovs "ljus". Installationseffektiviteten vid den tiden översteg inte 0,3%. Det verkar som väldigt lite, men all förlorad värme kan användas för att värma huset, värma upp vatten eller laga mat. Uppvärmningsugnar med inbyggda termoelektriska generatorer föreslogs också. Det är konstigt att deras installation inte på något sätt ökar bränsleförbrukningen för uppvärmning. När allt kommer omkring kommer el, om det konsumeras i samma rum, att bli värme igen!

Historien bestämde annars. El visade sig vara mycket mer lönsamt att producera vid kraftverk och distribuera centralt till konsumenterna. Redan under förra seklet var kraftverkens effektivitet tio gånger högre än för värmeelement. Men den graciösa enkelheten, tillförlitligheten på grund av frånvaron av rörliga delar, fascinerade många. Försök att öka effektiviteten utan djup penetration i teorin har inte lett till allvarlig framgång. EMF uppstår som ett resultat av uppvärmning av termoelementbenen, men samtidigt uppstår ett parasitiskt värmeflöde som värdelöst strömmar från den heta korsningen till den kalla. När de försökte använda den började de montera kaskader av termoelement, där den kallare korsningen för den ena värmer den andra korsningen. Temperaturen på de heta korsningarna sjunker vid varje steg i kaskaden. Men genom att välja material som fungerar bäst inom ett givet temperaturområde kan effektiviteten i hela systemet ökas avsevärt.

Det finns också en annan möjlighet. Det kallas värmeåtervinning. Låt oss rikta luftflödet längs den termoelektriska kaskaden från den kalla änden till den varma. Samtidigt kommer den att vinna från elementen en del av värmen som strömmar genom dem och värms upp. Därefter leder vi varm luft in i ugnen och sparar lite av bränslet. Hela detta förfarande motsvarar en minskning av värmelementmaterialets värmeledningsförmåga, och det är bara fördelaktigt om en strikt definierad del av värmen avlägsnas från varje element. Emellertid är regenereringen märkbar endast när värmeelementen själva, inkluderade i kaskaden, är tillräckligt perfekta.

På 30-talet utfördes teoretiskt arbete inom termoelektricitet särskilt intensivt i vårt land. De säger att det inte finns något mer praktiskt än en bra teori. Akademiker A.F. Ioffe skapade en ny teori om processer som förekommer i ett fast ämne. Några respektabla forskare tog det med fientlighet och kallade det "kvantmekaniskt undermedvetenhet." Men 1940, baserat på hennes resultat, var det möjligt att öka termoelementets effektivitet med tio gånger. Detta hände på grund av utbyte av metaller med halvledare - ämnen med högre termoEMF och låg värmeledningsförmåga.

I början av kriget skapades en "partisan panna" i Ioffes laboratorium - en termoelektrisk generator för att driva bärbara radiostationer. Det var en kruka, på vars botten termoelement låg utanför. Deras brännbara fogar brann och de kalla, som fästes på botten av krukan, kyldes av vattnet som hälldes i den.

Noggrant urval av material, användning av regenerering har gjort det möjligt i vår tid att öka värmeelementets effektivitet till 15%. I början av seklet hade konventionella kraftverk en sådan effektivitet, men nu har de mer än tredubblats. Det finns fortfarande ingen plats för termoelement i storskalig kraftteknik. Men det finns också en liten energi. Flera tiotals watt krävs för att driva en radiorelästation på en bergstopp eller en marin signalboj. Det finns också avlägsna platser där människor bor som behöver el och värme.I sådana fall används värmeelement uppvärmda av gas eller flytande bränsle. Det är särskilt värdefullt att dessa enheter kan placeras i en liten underjordisk bunker och lämnas helt obevakade, bara en gång om året eller mindre ofta för att fylla på bränsletillförseln. På grund av den låga effekten är dess förbrukning med vilken effektivitet som helst acceptabel, och förutom ... finns det inget val.

Läkare har hittat en intressant applikation för termoelektriska generatorer. I mer än två decennier har tusentals människor använt en implanterad pacemaker placerad under huden. Energikällan för det är ett litet (med ett fingerborg) batteri med hundratals termoelement kopplade i serie, uppvärmda av förfallet av en ofarlig isotop. En enkel operation för att ersätta den utförs vart 5-10 år.

I Japan produceras en elektronisk klocka, vilken energi från handens värme ges av ett termoelement.

Nyligen meddelade ett italienskt företag att arbetet med ett elfordon med en termoelektrisk generator startade. Denna strömkälla är mycket lättare än batterier, så körsträckan för en termoelektrisk bil blir inte mindre än för en konventionell bil. (Kom ihåg att elfordon kan färdas 150 km med en enda laddning.) Man tror att med olika justeringar kan bränsleförbrukningen göras acceptabel. De största fördelarna med den nya typen av besättning är helt ofarligt avgas, tyst rörelse, användning av det billigaste flytande (och möjligen fasta) bränslet och mycket hög tillförlitlighet.

På 30-talet var arbetet med termoelement som utfördes i vårt land allmänt känt. Detta är förmodligen anledningen till att författaren G. Adamov i sin roman "The Mystery of Two Oceans" beskrev ubåten "Pioneer", som fick energi från batterikablar. Så han kallade termoelektriska generatorer tillverkade i form av långa kablar. Deras heta korsningar med hjälp av en boj steg till de övre lagren av havet, där temperaturen når 20-25 ° C, och de kalla kyls av djupt havsvatten med en temperatur på 1-2 ° C. Så fantastiska "Pioneer" är en båt som kan ge hundra poäng före nuvarande atom, laddade mina batterier.

Är det här på riktigt? Det finns inga rapporter om direkta experiment av detta slag i pressen. Men något nyfiken blinkade förbi. En termoelektrisk generator för 1000 kW skapades som genererar energi på grund av värmen från heta underjordiska källor. Temperaturskillnaden mellan de varma och kalla korsningarna är 23 ° C, som i havet är den specifika vikten på 6 kg per 1 kW mycket lägre än för kraftverken i konventionella ubåtar. Är vi på väg mot en ny energirevolution, en ny elålder?

A. SAVELIEV Young Technician 1992 N7