Uavbrutt strømforsyning i et privat hus. Generatorvalg

Varianter av enheter

I en kjede av forskjellige ledere ved variabel temperatur kan termo-EMF oppstå ved kontaktpunktene. Basert på dette ble den såkalte Peltier-modulen utviklet og opprettet. Den består av to keramiske plater, mellom hvilke en bimetall er installert. Når en elektrisk strøm tilføres, begynner den ene platene gradvis å varme seg opp, mens den andre avkjøles samtidig. Denne evnen gjør det mulig å lage kjøleskap fra slike elementer.

Men den omvendte prosessen kan også observeres når en temperaturforskjell vil opprettholdes ved kontaktpunktene. I dette tilfellet begynner platene å generere elektrisk strøm. En slik modul kan brukes til å generere en liten mengde elektrisk energi.

Drift av modulen

Termogeneratorer av elektrisitet fungerer etter et visst prinsipp. Avhengig av strømretningen, observeres absorpsjon eller frigjøring av varme i kontakt med forskjellige ledere. Det avhenger av retningen på strømmen. I dette tilfellet er strømtettheten den samme, og energien er forskjellig.

Oppvarming av krystallgitteret observeres hvis den utstrømmende energien er mindre enn den som kommer inn i kontakten. Når strømretningen endres, skjer den motsatte prosessen. Energien i krystallgitteret avtar, så enheten avkjøles.

Den mest populære er den termoelektriske modulen, bestående av ledere av typene p og n, som er sammenkoblet gjennom kobberanaloger. I hvert av elementene er det 4 overganger som blir avkjølt og oppvarmet. På grunn av temperaturforskjellen er det mulig å lage en termoelektrisk generator.

Fordeler og ulemper

Uansett om den er kjøpt eller laget for hånd, har den termoelektriske generatoren en rekke fordeler. Så de viktigste av dem inkluderer:

1. Små dimensjoner.
2. Evnen til å jobbe både i varme- og kjøleenheter.
3. Når polariteten snus, er prosessen reversibel.
4. Mangel på bevegelige elementer som slites raskt nok.

Til tross for de eksisterende betydelige fordelene, har en slik enhet noen ulemper:

1. Ubetydelig effektivitet (bare 2-3%).
2. Behovet for å lage en kilde som er ansvarlig for temperaturforskjellen.
3. Betydelig energiforbruk.
4. Høy kostpris.

Basert på de ovennevnte negative og positive egenskapene, kan vi si at en slik enhet er tilrådelig å bruke hvis det er nødvendig å lade en mobiltelefon, nettbrett eller tenne en LED-pære.

Funksjoner av

Et vedfyrt kraftverk er langt fra en ny oppfinnelse, men moderne teknologier har gjort det mulig å forbedre enhetene som ble utviklet tidligere. Videre brukes flere forskjellige teknologier for å generere elektrisitet.

I tillegg er konseptet "på tre" noe unøyaktig, siden ethvert fast drivstoff (tre, flis, paller, kull, koks), generelt, alt som kan brenne, er egnet for drift av en slik stasjon.

Umiddelbart bemerker vi at ved, eller rettere sagt prosessen med forbrenning, kun fungerer som en energikilde som sikrer at enheten fungerer der strømmen blir produsert.

De viktigste fordelene med slike kraftverk er:

• Evnen til å bruke et bredt utvalg av faste drivstoff og deres tilgjengelighet;
• Å få strøm hvor som helst;
• Bruken av forskjellige teknologier lar deg motta strøm med et bredt utvalg av parametere (bare tilstrekkelig for regelmessig lading av telefonen og før du driver strømutstyr til industrielt utstyr);
• Det kan også fungere som et alternativ hvis strømbrudd er vanlig, og som den viktigste kilden til elektrisitet.

DIY gjør

Du kan lage en termoelektrisk generator selv. For dette formålet trenger du noen elementer:

• Modul som tåler temperaturer opp til 300-400 ° C.
• En boost-omformer hvis formål er å motta en kontinuerlig spenning på 5 V.
• Varmeapparat i form av ild, stearinlys eller en slags miniatyrovn.
• Kjøligere. Vann eller snø er de mest populære alternativene for hånden.
• Koblingselementer. For dette formålet kan du bruke krus eller gryter i forskjellige størrelser.

Ledningene mellom senderen og modulen må være isolert med en varmebestandig forbindelse eller konvensjonelt tetningsmiddel. Det er nødvendig å montere enheten i følgende rekkefølge:

1. La bare saken være fra strømforsyningen.
2. Lim Peltier-modulen til radiatoren med den kalde siden.
3. Etter å ha tidligere rengjort og polert overflaten, må du lime elementet på den andre siden.
4. Fra inngangen til spenningsomformeren er det nødvendig å lodde ledningene til utgangene på platen.

I dette tilfellet må termogeneratoren for riktig drift være utstyrt med følgende egenskaper: utgangsspenning - 5 volt, type utgang for tilkobling av enheten - USB (eller andre, avhengig av preferanser), minimum belastning bør være 0,5 A I dette tilfellet kan du bruke hvilken som helst type drivstoff.

Det er ganske enkelt å kontrollere mekanismen. Du kan sette flere tørre og tynne kvister inni. Sett dem i brann, og koble til noen enheter, for eksempel en telefon for lading etter noen minutter. Det er ikke vanskelig å montere en termogenerator. Hvis alt er gjort riktig, vil det vare mer enn ett år i turer og turer.

Elektrisitet fra varme

kategori alternativ energi materialer i kategorien

På begynnelsen av forrige århundre var oppfinnere og forskere allerede godt klar over fordelene den utstrakte bruken av elektrisitet kan gi. Imidlertid var det lenge ikke mulig å skaffe det billig i tilstrekkelige mengder. Men i 1821 ble det oppdaget et nysgjerrig fenomen av den tyske forskeren Seebeck.

Hvis du tar en lukket krets med to forskjellige ledere loddet sammen og varmer det ene krysset og avkjøler det andre, vil en strøm vises i kretsen. I denne overraskende enkle enheten (de kalte det en termoelement) blir varmeenergi så å si direkte omgjort til elektrisk energi.

I en galvanisk celle som var kjent lenge før han, ble energi oppnådd ved å oppløse et metall i en elektrolytt. Disse stoffene er ganske dyre, og energi var ikke billig. Termoelementet er en annen sak. Selve forbruket blir ikke brukt, og drivstoff er lett tilgjengelig. Videre kan den varmes opp med hva som helst: sol, vulkansk varme, forbrenningsprodukter som flyr ut gjennom ovnsrøret etc.

La oss se nærmere på noen av egenskapene. Et enkelt termoelement utvikler en liten EMF - tideler, hundredeler volt. Imidlertid er dens indre motstand veldig liten, derfor kan den genererte strømmen være veldig stor.

Et så vakkert eksperiment har lenge vært kjent. En elektromagnet med en jernkjerne og en vikling bestående av ... en sving. Men spolen er en avstivning laget av kobber med en tykkelse på en finger, lukket av en loddet vismutbro. Vi varmer den ene enden av krysset med en vanlig laboratoriefakkel, den andre - vi kjøler den med vann. En strøm på tusenvis av ampere oppstår, og en magnet (med en sving!) Holder bestemors støpejern.

Lav EMF er ikke et problem, termoelementer kobles enkelt til et batteri med en seriekobling på hundrevis eller tusenvis av kilder.Det ser ut som et slikt trekkspill laget av vekslende bånd av to metaller. En sterk strøm med en moderat spenning på 2-3 volt var best egnet til bruk i små elektropletteringsverksteder. Den ble produsert av termoelektriske generatorer, som lignet en liten komfyr fyret med tre, kull eller gass.

De ble brukt av håndverkere på begynnelsen av århundret. Det var forsøk på å løse større problemer. For eksempel, på slutten av 80-tallet i forrige århundre i Paris, bygde Clouet en termoelektrisk generator, som ga energi til 80 Yablochkovs "stearinlys". Effektiviteten til installasjoner på den tiden oversteg ikke 0,3%. Det ser ut som veldig lite, men all den tapte varmen kan brukes til oppvarming av huset, oppvarming av vann eller matlaging. Oppvarmingsovner med innebygde termoelektriske generatorer ble også foreslått. Det er nysgjerrig at installasjonen på ingen måte øker drivstofforbruket til oppvarming. Når alt kommer til alt, vil strøm, hvis den forbrukes i samme rom, bli til varme igjen!

Historien bestemte ellers. Elektrisitet viste seg å være mye mer lønnsomt å produsere på kraftverk og distribuere sentralt til forbrukerne. Selv i forrige århundre var effektiviteten til kraftverk ti ganger høyere enn termoelementene. Imidlertid fascinerte den grasiøse enkelheten, påliteligheten på grunn av fraværet av bevegelige deler, mange. Forsøk på å øke effektiviteten uten dyp penetrasjon i teorien har ikke ført til alvorlig suksess. EMF oppstår som et resultat av oppvarming av termoelementbena, men samtidig oppstår en parasittisk varmestrøm som ubrukelig strømmer fra det varme krysset til det kalde. Prøver å bruke den, begynte de å montere kaskader av termoelementer, der det kaldere veikrysset til den ene varmer det varme krysset til den andre. Temperaturen på de varme kryssene synker i hvert trinn av kaskaden. Men ved å velge materialer som fungerer best i et gitt temperaturområde, kan effektiviteten til hele systemet økes betydelig.

Det er også en annen mulighet. Det kalles varmegjenvinning. La oss lede luftstrømmen langs den termoelektriske kaskaden fra den kalde enden til den varme. Samtidig vil den få fra elementene en del av varmen som strømmer gjennom dem og varmes opp. Etter det vil vi lede varm luft inn i ovnen og spare litt av drivstoffet. Hele denne prosedyren tilsvarer en reduksjon i termoelementmaterialets termiske ledningsevne, og det vil bare være gunstig hvis en strengt definert del av varmen fjernes fra hvert element. Imidlertid er regenereringen bare merkbar når selve termoelementene, inkludert i kaskaden, er tilstrekkelig perfekte.

På 30-tallet ble teoretisk arbeid innen termoelektrisitet utført spesielt intensivt i vårt land. De sier at det ikke er noe mer praktisk enn en god teori. Akademiker A. F. Ioffe opprettet en ny teori om prosesser som forekommer i et solid. Noen respektable forskere tok det med fiendtlighet, og kalte det "kvantemekanisk underbevissthet." Men i 1940, basert på hennes funn, var det mulig å øke effektiviteten til termoelementet med 10 ganger. Dette skjedde på grunn av erstatning av metaller med halvledere - stoffer med høyere termoEMF og lav varmeledningsevne.

I begynnelsen av krigen ble det i Ioffes laboratorium opprettet en "partisan boiler" - en termoelektrisk generator for å drive bærbare radiostasjoner. Det var en gryte, på bunnen av hvilken termoelementer var plassert utenfor. Deres brennbare skjøter brant, og de kalde, festet til bunnen av gryten, ble avkjølt av vannet som helles i den.

Nøye utvalg av materialer, bruk av regenerering har gjort det mulig i vår tid å bringe effektiviteten til termoelementet til 15%. På begynnelsen av århundret hadde konvensjonelle kraftverk en slik effektivitet, men nå har de mer enn tredoblet seg. Det er fortsatt ikke noe sted for termoelement i storskala kraftteknikk. Men det er også en liten energi. Flere titalls watt kreves for å drive en radiostafett på en fjelltopp, eller en marine signalbøye. Det er også avsidesliggende steder der det bor mennesker som trenger strøm og varme.I slike tilfeller brukes varmeelementer oppvarmet av gass eller flytende drivstoff. Det er spesielt verdifullt at disse enhetene kan plasseres i en liten underjordisk bunker og stå helt uten tilsyn, bare en gang i året eller sjeldnere for å fylle på drivstoffforsyningen. På grunn av lav effekt viser forbruket til enhver effektivitet seg å være akseptabelt, og dessuten er det ikke noe valg.

Leger har funnet en interessant applikasjon for termoelektriske generatorer. I mer enn to tiår har tusenvis av mennesker hatt på seg en implantert hjertepacemaker plassert under huden. Energikilden for det er et lite (med et fingerbøl) batteri med hundrevis av termoelementer koblet i serie, oppvarmet av forfallet til en ufarlig isotop. En enkel operasjon for å erstatte den utføres hvert 5-10 år.

I Japan produseres en elektronisk klokke som gir energi fra varmen fra hånden av et termoelement.

Nylig kunngjorde et italiensk firma oppstart av arbeidet med et elektrisk kjøretøy med en termoelektrisk generator. Denne strømkilden er mye lettere enn batterier, så kjørelengden til en termoelektrisk bil vil ikke være mindre enn den for en konvensjonell bil. (Husk at elektriske biler er i stand til å reise 150 km med en enkelt ladning.) Det antas at drivstofforbruket kan gjøres akseptabelt ved hjelp av forskjellige justeringer. De viktigste fordelene med den nye typen mannskap er absolutt ufarlig eksos, stille bevegelse, bruk av det billigste flytende (og muligens faste) drivstoffet, veldig høy pålitelighet.

På 30-tallet var arbeidet med termoelementer utført i vårt land allment kjent. Dette er sannsynligvis grunnen til at forfatteren G. Adamov i sin roman "The Mystery of Two Oceans" beskrev ubåten "Pioneer", som fikk energi fra batterikabler. Så han kalte termoelektriske generatorer laget i form av lange kabler. Deres varme kryss ved hjelp av en bøye steg til de øvre sjiktene av havet, hvor temperaturen når 20-25 ° C, og de kalde ble avkjølt av havvann med en temperatur på 1-2 ° C. Så den fantastiske "Pioneer" er en båt som er i stand til å gi hundre poeng foran det nåværende atom, ladet batteriene mine.

Er dette ekte? Det er ingen rapporter om direkte eksperimenter av denne typen i pressen. Imidlertid blinket noe nysgjerrig forbi. Det ble laget en termoelektrisk generator på 1000 kW, som genererer energi på grunn av varmen fra varme underjordiske kilder. Temperaturforskjellen mellom de varme og kalde kryssene er 23 ° C, som i havet, er densiteten på 6 kg per 1 kW mye lavere enn kraftverkene til konvensjonelle ubåter. Er vi på vei til en ny energirevolusjon, en ny tid for elektrisitet?

A. SAVELIEV Young Technician 1992 N7