Un număr foarte mare de dispozitive electronice consumă energie electrică, care trebuie să reînnoiască în mod constant. În timp ce în tranzit, este necesar să se efectueze o surse chimice sau de a produce energie electrică din energia mecanică prin intermediul unor dispozitive complexe și voluminoase.
Vezi generatorului termoelectric
Mai multe Seebeck descoperit înainte de apariția forței termo-electromotoare într-un lanț de diferite conductori, menținând temperaturi diferite într-un loc de contact. Pe baza efectelor termoelectric a fost creat așa-numitul modul sau element de „Peltier“, care este o placă ceramică 2 cu interpunerea unui bimetal. Atunci când se aplică curentului electric prin ele, o parte a plăcii este încălzită, iar cealaltă se răcește, ceea ce permite crearea acestor frigidere. Figura de mai jos prezintă diferite module de dimensiuni utilizate în domeniu.
Module „Peltier“ în diferite dimensiuni
Procesul este reversibil: dacă menține diferența de temperatură peste elementele de ambele părți, acestea vor fi generate de curentul electric, care permite utilizarea dispozitivului ca un generator termoelectric pentru a genera o cantitate mică de energie electrică.
Efectul „Peltier“ este generarea de căldură la punctul de contact al conductorilor diferite pe acesta în timpul fluxului de curent electric.
Principiul de funcționare al modulelor
La contactul conductorilor diferite este eliberat sau absorbție de căldură în funcție de direcția curentului electric. Fluxul de electroni are energia potențială și cinetică. Densitatea actuală în conductoare contactarea aceeași, în timp ce densitatea de flux de energie diferite.
Dacă energia care curge în contact, mai multă energie curge din ea, acest lucru înseamnă că electronii sunt decelerat la trecerea de la o regiune la alta și se încălzește rețeaua cristalină (câmp electric inhibă mișcarea lor). Când direcția curentului este schimbat, procesul este inversat de accelerare a electronilor, când energia este preluată din rețeaua cristalină și răcirea acestuia are loc (direcția câmpului electric și mișcarea electronilor coincid).
Diferența de energie dintre taxele la cel mai înalt semiconductor în efectul lor se manifestă cel mai puternic.
Modulul „Peltier“
Modul termoelectric cea mai raspandita (TEM), care este un semiconductor P- și de tip n, conectate între ele prin conductorii de cupru.
Modul schiță a principiului de funcționare
Într-un membru 4 există între metalul de tranziție și semiconductori. Atunci când un flux circuit închis de electroni este mutat de negativ la polul pozitiv al bateriei, trecând pe rând prin fiecare pasaj.
In apropierea primului cupru tranziție - disipare semiconductor de tip p căldură are loc în zona de semiconductoare, deoarece electronii se deplasează într-o stare de energie mai mic.
Lângă următoarea limită a metalului în absorbția semiconductor de căldură are loc în legătură cu „epuizarea“ a electronilor din zona de p-conductivitatea datorită câmpului electric.
A treia Electronii de tranziție intră în semiconductor de tip n, în cazul în care acestea au mai multă energie decât un metal. Astfel, există o absorbție de energie și de răcire a semiconductorului în apropierea limitei de tranziție.
Ultima Tranziția este însoțită de un proces invers de căldură în n-semiconductor, datorită tranziției de electroni dintr-o zonă de energie mai mic.
Deoarece încălzire și răcire pasaje sunt în planuri diferite, elementul „Peltier“ va fi răcit de deasupra și dedesubt încălzit.
În practică, fiecare element cuprinde un număr mare de încălzire și de răcire conversii, ceea ce conduce la formarea de scădere a temperaturii apreciabile, permițând crearea generatorului termoelectric.
Care este structura modulului
Element „Peltier“ conține un număr mare de semiconductor paralelipipede P- și n-tip, în mod succesiv pânze interconectate metal - contact termic, cealaltă parte în contact cu placa ceramică.
Ca semiconductori telurură de bismut utilizate și germanide siliciu.
Avantajele și dezavantajele TEM
Avantajele modulului termoelectric (TEM) includ:
- dimensiuni mici;
- capacitatea de a lucra ca răcitoare și încălzitoare;
- reversibilitatea procesului prin schimbarea polarității permite curentului să mențină valoarea temperaturii;
- fără componente în mișcare, care sunt purtate de obicei.
- eficiență scăzută (2-3%);
- au nevoie pentru a crea o sursă care asigură o diferență de temperatură;
- un consum semnificativ de energie electrică;
- costul ridicat.
În ciuda deficiențelor, TEM folosite în aplicații în cazul în care cantități mari de energie nu sunt importante:
- răcirea de așchii, bucăți de camere digitale, diode laser, oscilatoare de cristal, detectoare în infraroșu;
- Utilizați etapele TEM, care permite atingerea unei temperaturi scăzute;
- crearea de frigidere compacte, de exemplu, pentru vehicule;
- Generatorul termoelectric pentru încărcarea dispozitivelor mobile.
Generatorul termoelectric
Sursele alternative sunt, de asemenea, panouri solare sau o turbină eoliană. Pentru prima necesită condiții speciale - prezența luminii solare, care nu poate fi întotdeauna. O altă sursă are dimensiuni mari și este necesar să-l vânt. Un alt dezavantaj este că au prezența pieselor în mișcare, reducând fiabilitatea și având greutatea ridicată.
Aeroterme industriale de fabricație
compania BioLite a dezvoltat un nou model pentru campaniile, permițându-vă pentru a găti alimente într-un cuptor compact portabil cu lemn și încărcați simultan un dispozitiv mobil de la un built-TEG.
Compact aragaz portabil arderea lemnului
Dispozitivul este util pretutindeni: pescuit, drumetii, cabana de vară. Combustibilul poate fi folosit tot off.
In timpul arderii combustibilului în căldura cuptorului este transferată prin peretele modulului, care produce energie electrică. Atunci când o tensiune de 5V, puterea de ieșire de 2-4 wați, ceea ce este suficient pentru încărcarea mai multe tipuri de dispozitive mobile și de iluminat cu LED-uri de lucru. săgeată roșie indică direcția de mișcare a căldurii, albastru - aer rece în cuptor, galben - alimentarea cu energie electrică la rotatie a ventilatorului de aspirație a aerului și ieșirea generatorului prin USB.
Schema companiei BioLite TEG cu lemn
Cuptor-Generator „Indigirka“, dezvoltat de Sankt Petersburg Kryotherm are acum caracteristici:
- putere termică - 6 kW;
- greutate - 56 kg;
- Dimensiuni - 500h530h650 mm;
- e. putere la o tensiune de 5V - 60W.
Cuptorul este o încălzire comună și de gătit, în cazul în care cele două părți sunt fixate termoelectrică.
Cum termoelectric cuptor „Indigirka“
Aparatul este destul de ușor, dar prețul impresionant - 50 de mii de ruble .. Deși cuptorul, și este proiectat pentru condiții de câmp, dar vânătorii și pescarii obișnuiți vor în mod clar nu își pot permite. Ca de încălzire, nu este mai bună decât modelele convenționale și mai ieftine.
Dacă atașați un simplu cuptor TEG, un dispozitiv realizat cu propriile sale mâini, va funcționa bine.
TEG cu mâinile lor
Generatorul termoelectric pentru a aduna cu mâinile, aveți nevoie de următoarele elemente:
- Modulul. nu toate modulele pot fi utilizate pentru generarea de curent electric, dar numai cele care sunt capabile să reziste la încălzire de până la 300-400 0 C. Prezența rezervelor de căldură este necesară, deoarece chiar și cu o ușoară supraîncălzire a elementului eșuează. Cel mai comun tip TES1-12712 modelul sub formă de plăci pătrate cu dimensiunea nominală de 40, 50 sau 60 mm.
Dacă luăm dimensiunea maximă, făcută cu propriile sale mâini suficiente în proiectarea, utilizați un singur element. Primele 3 cifre ale marcajului - 127 indică numărul de elemente conținute în 1 placă. Cifrele recente indică valoarea maximă a curentului, care este de 12 A.
- Convertorul. Este necesar să se obțină o 5V constantă. Generatorul poate oferi stres minim, care este necesară pentru a crește. Dispozitivul este disponibil de peste mări (tipuri de 5V NCP1402 și MAX 756) și intern (3.3V / 5V EK-1674). Pentru a încărca telefonul mobil ar trebui să ridice dispozitivul cu un conector USB.
- Încălzitor. Cele mai simple variante de realizare sunt de foc, lumânare, sau un radiator lampă în miniatură self-made.
- Cooler. Cel mai simplu mod de a aplica apa sau iarna - zăpadă.
- Organe de asamblare. Echipamentul necesar pentru a crea cea mai mare diferență posibilă de temperatură între cele două părți ale plăcii. Aici alegerea meșterilor, ele sunt cel mai des folosite 2 cesti sau vase de dimensiuni diferite, care au văzut de pe mâner și în cazul în care una se potrivește în interiorul celuilalt. Modulul este plasat între acestea și fixate cu unsoare termică. Pentru el 2 fire sudate, și sunt conectate la tensiunea de convertor.
Pentru a îmbunătăți eficiența generatorului, suprafețele de jos ale cupelor de metal sau vase, în contact cu placa de oscilator, ar trebui să fie lustruită. În plus, spațiul dintre fundul și la etanșant rezistent la temperaturi ridicate cani aplicate. Apoi, căldura de încălzire va fi localizată la locul modulului este localizat.
Cablajul între modul și inversorul sunt protejate cu izolație rezistentă la căldură și etanșare.
În cercul interior umplut cu apă, iar întreaga structură este pus în foc. După câteva minute, puteți verifica multimetru tensiunea de ieșire.
Pentru a colecta generatorul termoelectric le va avea nevoie de materiale:
- Element "Peltier";
- carcasă din vechea unitate computer de alimentare pentru producerea de mini-cuptor;
- convertor de tensiune cu ieșire USB 5V la intrare 1-5;
- un radiator cu un cooler pe procesor;
- unsoare termică.
Atunci când se utilizează un sistem de răcire pentru răcirea radiatorului trebuie să fie conectat la generatorul, după care o parte din energia produsă este consumată pentru răcire.
În ciuda costurilor suplimentare pentru energie, creșterea eficienței plantelor. În cazul în care radiatorul se va încălzi în timpul funcționării, este necesar să se ia măsuri pentru răcirea acestuia. În caz contrar, eficiența generatorului este scăzută.
Caracteristicile generatorului sunt după cum urmează:
- Tensiune de ieșire - 5B;
- capacitatea de încărcare - 0.5A;
- Tipul de ieșire - USB;
- combustibil - orice.
Dispozitivul este fabricat după cum urmează:
- dezasambla sursa de alimentare, lăsând organismul;
- lipite termo modulul „Peltier“ la radiator. Este necesar să se lipească latura rece, în cazul în care se aplică marcajul;
- pentru a curăța și lustrui suprafața laterală exterioară a unității de putere carcasă și lipirea ea celuilalt element lateral (împreună cu radiatorul);
- sârmă de lipire de la convertorul de tensiune la bornele de intrare ale plăcii.
Ansamblu generator de termoelectric, realizat cu propriile sale mâini
Atunci când se utilizează TEG necesar să se respecte polaritatea plug-in-uri.
Efectul „Peltier“ vă permite să creați generatoare mici și frigidere care funcționează fără piese în mișcare. Îmbunătățirea calității modulelor și reducerea consumului de energie al dispozitivelor mobile vă permite să creați propriile mâini generator de termoelectric pentru a încărca bateriile și furnizează o cantitate mică de energie o varietate de dispozitive, în cazul în care eficiența nu este important.