قليلا من النظرية.
عنصر واحد الوحدة الكهروحرارية (TEM) عبارة عن مزدوجة حرارية تتكون من عنصرين مختلفين مع الموصلية من النوع p و n. يتم توصيل العناصر ببعضها البعض باستخدام لوحة توصيل نحاسية. تُستخدم تقليديًا أشباه الموصلات المعتمدة على البزموت والتيلوريوم والأنتيمون والسيلينيوم كمواد عنصرية.
الوحدة الحرارية (عنصر بلتيير) عبارة عن مجموعة من المزدوجات الحرارية المتصلة كهربائياً، عادة على التوالي. في الوحدة الكهروحرارية القياسية، يتم وضع المزدوجات الحرارية بين لوحين مسطحين من أكسيد الألومنيوم أو نيتريد السيراميك. يمكن أن يختلف عدد المزدوجات الحرارية بشكل كبير - من بضعة إلى مئات الأزواج، مما يجعل من الممكن إنشاء TEMs بأي قوة تبريد تقريبًا - من أعشار إلى مئات الواط.
عندما يمر تيار كهربائي مباشر عبر وحدة كهروحرارية، يتشكل فرق في درجة الحرارة بين جوانبها - يتم تبريد جانب واحد (بارد)، والآخر (ساخن).إذا تم توفير إزالة فعالة للحرارة على الجانب الساخن من TEM، على سبيل المثال، باستخدام المبرد، فمن الممكن على الجانب البارد الحصول على درجة حرارة ستكون أقل بعشرات الدرجات من درجة الحرارة المحيطة. درجة التبريد ستكون متناسبة مع التيار. عندما تتغير قطبية التيار، تتغير أماكن الجانبين الساخن والبارد.
يمارس.
تستخدم عناصر Pelte على نطاق واسع في أنظمة التبريد. لكن لا يعرف الكثير من الناس عن ممتلكاتهم الأخرى - توليد الطاقة. ويخصص هذا العمل المختبري لدراسة هذه القدرات.
عنصر 50*50 مم، مثبت بين قضيبين من الألومنيوم. يتم طحن أسطحها مسبقًا وتشحيمها بمعجون KPT. يتم حفر أحد القضبان من خلال ثقوب يتم من خلالها تمرير أنبوب نحاسي لتبريد الماء. وهنا ما حدث:
قم بتوصيل الماء بالمبرد من جانب واحد عنصر بلتيير، ووضع الآخر على الموقد. نقوم بتوصيل لمبة إضاءة بقدرة 10 وات 6 فولت بمخرج العنصر. والنتيجة هي أن مولدنا يعمل!
تثبت التجربة أن عنصر بلتيير ينتج الكهرباء بشكل جيد. يحترق الضوء بشكل مشرق للغاية، والجهد حوالي 4.5 فولت.
لم يكن التسخين حتى 160 درجة هو الحل الأمثل، أما عند 120 درجة فكانت النتيجة أسوأ بنسبة 10% فقط.
درجة حرارة سائل التبريد عند المخرج عشر درجات وعند المدخل أقل بدرجة واحدة. وبالحكم على هذه النتائج، فإن الماء ليس ضروريًا للتبريد...
مع مساعدة عناصر بلتيير يمكنك توليد الكهرباء في رحلة استكشافية، في رحلة تخييم، في كوخ صيد شتوي، باختصار، في أي مكان قد تكون هناك حاجة إليها. بطبيعة الحال، إذا كان لديك الحطب أو أشعة الشمس الساطعة، وبالتأكيد بعض البراعة.
باستخدام وحدة حرارية.
يتذكر أولئك الذين يتذكرون الدولة السوفيتية والمزارع الجماعية مثل هذا المولد الكهروحراري جيدًا. يقولون أنه خلال الحرب لم يتمكن الألمان من فهم كيف يمكن للثوار إجراء بث إذاعي لفترة طويلة من الغابة المحاصرة.
نعم، كما يقولون - لو كان علماؤنا يتقاضون المال، لاخترعوا جهاز iPhone في عام 1985! :-)
ثلاجة حرارية
الثلاجة الكهروحرارية (الخيار الثاني)
الثلاجة الحرارية (الخيار 3)
مبرد سيارة للمشروبات المعلبة
مبرد مياه الشرب
مكيف الهواء الحراري لكابينة كاماز
يُسكب الماء في مثل هذه "المغرفة" ويوضع على النار ويُرجى إعادة شحن هاتفك المحمول. السر كله في الأسفل، بلتيير "مدفون" هناك
دعونا نلقي نظرة فاحصة على هذا التصميم.
يوجد حاليًا اهتمام متزايد باستخدام وحدات المولدات الحرارية في الأجهزة المنزلية. بادئ ذي بدء، يتعلق هذا بإمكانية تزويد مستهلكي الطاقة المنخفضة بالكهرباء - أجهزة الراديو والهواتف المحمولة والأقمار الصناعية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة التشغيل الآلي، وما إلى ذلك. من مصادر الحرارة الموجودة. يتيح لك المولد الكهروحراري، الذي لا يحتوي على أجزاء دوارة أو احتكاك أو أي أجزاء أخرى قابلة للتآكل، الحصول على الكهرباء مباشرة من أي مصدر حراري: غازات عادم محركات الاحتراق الداخلي، والماء الساخن من مصادر الطاقة الحرارية الأرضية، والحرارة "المهدورة" من محطات الطاقة الحرارية، وما إلى ذلك . مسترشدة بالخبرة المكتسبة في إنشاء المولدات الكهروحرارية الصناعية (TEGs) بقدرات مختلفة - من عدة واط إلى عدة كيلووات، بدأت IPF CRYOTHERM في الإنتاج الضخم لمولدات TEGs المنزلية بقدرة اسمية تبلغ 8 واط.من الناحية الهيكلية، يتم تصنيع المولد على شكل دلو من الألومنيوم بحجم داخلي يبلغ حوالي 1 لتر، وفي الجزء السفلي منه يتم تركيب وحدات المولدات التي تنتجها شركة IPF Kryotherm.
يتم تحقيق فرق درجة الحرارة اللازم لتشغيل المولد عندما يتم تسخين المغرفة، على سبيل المثال، بواسطة لهب النار. يمكن استخدام الماء الساخن داخل المغرفة للطهي أو لأغراض أخرى. تم تصميم هذا المولد في المقام الأول للاستخدام في الأماكن النائية التي يصعب الوصول إليها لإعادة شحن البطاريات الخاصة بمعدات الاتصالات والملاحة الفردية والإضاءة وما إلى ذلك. إنه لا غنى عنه للصيادين والسياح والبحارة وموظفي الإنقاذ والخدمات الخاصة الذين يضطرون إلى الابتعاد عن مصادر الطاقة المركزية لفترة طويلة.
تتمثل ميزة المولد في انخفاض وزنه وحجمه والطاقة المولدة العالية النوعية والوظيفة والموثوقية العالية. تصميم المولد يلغي إمكانية ارتفاع درجة الحرارة عند استخدامه بشكل صحيح. كخيار إضافي للمولد، يتم توفير مثبت جهد متدرج بنطاقات 3 فولت - 6 فولت - 9 فولت - 12 فولت ومحولات للشحن.
مولد كهربائي حراري منزلي 1TG-8
ورقة البيانات
الوزن بدون سائل كجم لا يزيد عن 0.55
الأبعاد الكلية، مم
مع مقبض
بدون مقبض 250x130x110؟ 123، ح = 100
الحجم الداخلي، dm31.0
الطاقة المولدة المقدرة، W، لا تقل عن 8.0
جهد الخرج، V3.0؟ 12.0
الحالي، مللي أمبير 660؟ 2660
وهنا مثال آخر للاستخدام.
يتكون المولد من هذه المكثفات الحرارية الصغيرة.
بفضل استخدام أحدث المواد، أصبحت المولدات الكهربائية الحرارية (TEGs) قادرة بالفعل على توليد الكهرباء بقوة تصل إلى 1000 واط.
سوف يسعد المولد الحراري بشكل خاص عشاق القيادة الديناميكية: فكلما زادت سرعة المحرك، زاد توليد الكهرباء، والتي يمكن استخدامها في المستقبل في محطات الطاقة الهجينة، على سبيل المثال، لتحسين ديناميكيات التسارع.
ما يقرب من ثلثي طاقة الوقود في محركات الاحتراق الداخلي الحديثة "تطير" إلى الغلاف الجوي مع الحرارة. ولذلك، يعمل مهندسو BMW، إلى جانب متخصصين من وكالة الفضاء الأمريكية ناسا، بنشاط على تقنيات تحويل الطاقة الحرارية لغازات العادم إلى طاقة كهربائية. مثل هذه التركيبات لها تأثير إيجابي آخر: التسخين الإضافي للمحرك البارد. في الوقت الحالي، يقوم TEG "بتغليف" جزء من أنبوب العادم، ولكن من المخطط في المستقبل دمج هذا النظام في المحفز، وبالتالي استخدام نظامه الحراري. ومن أجل تطبيق هذه التقنية على نطاق أوسع في السيارة، يجب تحديث الجزء السفلي من الجسم، وتوسيع النفق المركزي في بعض الأماكن. ومن المتوقع أن يتمكن هذا النظام قريبًا جدًا من توفير الوقود بنسبة 5 بالمائة، مما يزيد من كفاءة محرك الاحتراق الداخلي.
هذا هو عنصر بلتيير أو الوحدة الكهروحرارية!
