Trochu teórie.
Jediný prvok termoelektrický modul (TEM) je termočlánok pozostávajúci z dvoch odlišných prvkov s vodivosťou typu p a n. Prvky sú navzájom spojené pomocou medenej spojovacej dosky. Ako prvky prvkov sa tradične používajú polovodiče na báze bizmutu, telúru, antimónu a selénu.
Termoelektrický modul (Peltierov prvok) je súbor termočlánkov elektricky zapojených, zvyčajne sériovo. V štandardnom termoelektrickom module sú termočlánky umiestnené medzi dvoma plochými keramickými platňami z oxidu hlinitého alebo nitridu. Počet termočlánkov sa môže značne líšiť - od niekoľkých do stoviek párov, čo umožňuje vytvárať TEM takmer akéhokoľvek chladiaceho výkonu - od desatín až po stovky wattov.
Pri prechode jednosmerného elektrického prúdu cez termoelektrický modul sa medzi jeho stranami vytvorí teplotný rozdiel - jedna strana (studená) sa ochladzuje a druhá (horúca) sa zahrieva.Ak je na horúcej strane TEM zabezpečený účinný odvod tepla, napríklad pomocou radiátora, potom na studenej strane môžete dosiahnuť teplotu, ktorá bude o desiatky stupňov nižšia ako okolitá teplota. Stupeň chladenia bude úmerný prúdu. Keď sa zmení polarita prúdu, horúca a studená strana si vymenia miesta.
Prax.
Pelte prvky sú široko používané v chladiacich systémoch. Málokto však vie o ich ďalšej vlastnosti – výrobe energie. Táto laboratórna práca je venovaná štúdiu týchto schopností.
Prvok 50 x 50 mm, inštalovaný medzi dve hliníkové tyče. Ich povrchy sú vopred zabrúsené a namazané pastou KPT. Jedna z tyčí má vyvŕtané priechodné otvory, cez ktoré prechádza medená rúrka na chladenie vodou. Tu je to, čo sa stalo:
Pripojte vodu k chladiču na jednej strane Peltierov prvoka druhý položte na horák. Na výstup prvku pripojíme 10W 6voltovú žiarovku. Výsledkom je, že náš generátor funguje!
Skúsenosti dokazujú, že Peltierov prvok dobre vyrába elektrickú energiu. Svetlo svieti dosť jasne, napätie je asi 4,5 voltu.
Ohrev na 160 stupňov nebol optimálny, pri 120 stupňoch bol výsledok len o 10 % horší.
Teplota chladiacej kvapaliny na výstupe je desať stupňov, na vstupe o stupeň menej. Súdiac podľa týchto výsledkov, voda nie je na chladenie až taká potrebná...
S pomocou Peltierove prvky elektrinu si môžete vyrobiť na expedícii, kempingu, na poľovníckej zimnej chate, jedným slovom, kdekoľvek, kde je to potrebné. Prirodzene, ak máte palivové drevo alebo jasné slnko, a určite nejakú vynaliezavosť.
Použitie termoelektrického modulu.
Takýto termoelektrický generátor si dobre pamätajú tí, ktorí si pamätajú sovietske štátne a kolektívne farmy. Hovoria, že Nemci počas vojny nevedeli pochopiť, ako mohli partizáni z obkľúčeného lesa dlho vysielať rádiové vysielanie.
Áno, ako sa hovorí – ak by naši vedci dostávali peniaze, vynašli by iPhone už v roku 85! :-)
Termoelektrická chladnička
Termoelektrická chladnička (možnosť 2)
Termoelektrická chladnička (možnosť 3)
Autochladnička na nápoje v plechovke
Chladič pitnej vody
Termoelektrická klimatizácia do kabíny KAMAZ
Do takejto „naberačky“ sa naleje voda, zapáli sa a dobije sa, prosím, mobil. Celé tajomstvo je na dne, Peltier je tam „pochovaný“.
Pozrime sa bližšie na tento dizajn.
V súčasnosti rastie záujem o využitie modulov termoelektrických generátorov v domácich zariadeniach. V prvom rade ide o možnosť napájania nízkoenergetických spotrebiteľov elektrickej energie - rádií, mobilných a satelitných telefónov, prenosných počítačov, automatizačných zariadení atď. z existujúcich zdrojov tepla. Termoelektrický generátor, ktorý nemá žiadne rotujúce, trecie ani žiadne iné opotrebiteľné časti, umožňuje priamo získavať elektrinu z akéhokoľvek zdroja tepla: výfukové plyny spaľovacích motorov, horúca voda z geotermálnych zdrojov, „odpadové“ teplo z tepelných elektrární atď. . Na základe skúseností získaných pri vytváraní priemyselných termoelektrických generátorov (TEG) rôznych výkonov - od niekoľkých wattov po niekoľko kilowattov, začala IPF CRYOTHERM sériovú výrobu domácich TEG s nominálnym výkonom 8 W.Konštrukčne je generátor vyrobený vo forme hliníkového vedra s vnútorným objemom asi 1 liter, na dne ktorého sú inštalované moduly generátora vyrábané spoločnosťou IPF Kryotherm.
Teplotný rozdiel potrebný na prevádzku generátora sa dosiahne, keď sa panva zahrieva, napríklad plameňom ohňa. Voda zohriata vo vnútri naberačky sa môže použiť na varenie alebo iné účely. Tento generátor je primárne určený na použitie na odľahlých, ťažko dostupných miestach na dobíjanie batérií pre jednotlivé komunikačné a navigačné zariadenia, osvetlenie atď. Je nepostrádateľný pre poľovníkov, turistov, námorníkov, zamestnancov záchranných a špeciálnych služieb, ktorí sú nútení dlhodobo sa zdržiavať mimo centrálnych zdrojov energie.
Výhodou generátora je jeho nízka hmotnosť a objem, vysoký merný generovaný výkon, funkčnosť a vysoká spoľahlivosť. Konštrukcia generátora eliminuje možnosť prehriatia pri správnom používaní. Ako doplnková možnosť ku generátoru je ponúkaný krokový stabilizátor napätia s rozsahmi 3 V - 6 V - 9 V - 12 V a adaptéry pre nabíjačky.
DOMÁCI TERMOELEKTRICKÝ GENERÁTOR 1TG-8
Dátový hárok
Hmotnosť bez kvapaliny, kg, nie viac ako 0,55
Celkové rozmery, mm
s rukoväťou
bez rukoväte250x130x110? 123, h = 100
Vnútorný objem, dm31,0
Menovitý generovaný výkon, W, nie menej ako 8,0
Výstupné napätie, V3.0? 12.0
Prúd, mA660 ? 2660
A tu je ďalší príklad použitia.
Generátor pozostáva z takýchto malých termoelektrických kondenzátorov.
Vďaka použitiu najnovších materiálov sú termoelektrické generátory (TEG) už schopné vyrábať elektrinu s výkonom až 1000 W.
Tepelný generátor poteší najmä priaznivcov dynamickej jazdy: veď čím vyššie otáčky motora, tým viac elektriny vzniká, čo sa v budúcnosti môže využiť napríklad v hybridných elektrárňach na ešte lepšiu dynamiku zrýchlenia.
Takmer dve tretiny energie paliva v moderných spaľovacích motoroch „letí“ do atmosféry spolu s teplom. Inžinieri BMW preto spolu so špecialistami z americkej leteckej agentúry NASA aktívne pracujú na technológiách premeny tepelnej energie výfukových plynov na elektrickú energiu. Takéto inštalácie majú ďalší pozitívny účinok: dodatočné zahrievanie studeného motora. TEG zatiaľ „obaluje“ časť výfukového potrubia, no v budúcnosti sa plánuje integrácia tohto systému do katalyzátora, čím sa využije jeho tepelný režim. Pre rozsiahlejšiu implementáciu tejto technológie do auta bude potrebné modernizovať spodok karosérie a na niektorých miestach rozšíriť stredový tunel. Očakáva sa, že takýto systém bude čoskoro schopný zabezpečiť 5-percentnú úsporu paliva, čím sa zvýši účinnosť spaľovacieho motora.
Toto je Peltierov prvok alebo termoelektrický modul!
