Peltierův prvek alias termoelektrický modul
Trochu teorie.
Jediný prvek termoelektrický modul (TEM) je termočlánek sestávající ze dvou odlišných prvků s vodivostí typu p a n. Prvky jsou navzájem spojeny pomocí měděné spojovací desky. Jako prvky prvků se tradičně používají polovodiče na bázi vizmutu, teluru, antimonu a selenu.
Termoelektrický modul (Peltierův článek) je sada termočlánků elektricky zapojených, obvykle sériově. Ve standardním termoelektrickém modulu jsou termočlánky umístěny mezi dvě ploché keramické desky z oxidu hlinitého nebo nitridu. Počet termočlánků se může značně lišit – od několika do stovek párů, což umožňuje vytvářet TEM téměř jakéhokoli chladicího výkonu – od desetin po stovky wattů.
Při průchodu stejnosměrného elektrického proudu termoelektrickým modulem se mezi jeho stranami vytvoří teplotní rozdíl - jedna strana (studená) se ochladí a druhá (horká) se ohřeje.Pokud je zajištěn účinný odvod tepla na horké straně TEM, například pomocí radiátoru, pak na studené straně můžete získat teplotu, která bude o desítky stupňů nižší než okolní teplota. Stupeň chlazení bude úměrný proudu. Když se změní polarita proudu, horká a studená strana změní místo.
Praxe.
Pelte prvky jsou široce používány v chladicích systémech. Málokdo ale ví o jejich další vlastnosti – výrobě energie. Tato laboratorní práce je věnována studiu těchto schopností.
Prvek 50*50 mm, instalovaný mezi dvě hliníkové tyče. Jejich povrchy jsou předem zabroušeny a namazány pastou KPT. Jedna z tyčí má vyvrtané průchozí otvory, kterými prochází měděná trubka pro vodní chlazení. Co se stalo:
Připojte vodu k chladiči na jedné straně Peltierův prveka druhý položte na hořák. Na výstup prvku připojíme 10W 6voltovou žárovku. Výsledkem je, že náš generátor funguje!
Zkušenosti dokazují, že Peltierův článek vyrábí elektřinu dobře. Světlo hoří docela jasně, napětí je asi 4,5 voltu.
Ohřev na 160 stupňů nebyl optimální, při 120 stupních byl výsledek jen o 10 % horší.
Teplota chladicí kapaliny na výstupu je deset stupňů, na vstupu o stupeň méně. Soudě podle těchto výsledků není voda pro chlazení tak nutná...
S pomocí Peltierovy prvky elektřinu můžete vyrábět na expedici, na výletě v kempu, na lovecké zimní chatě, jedním slovem, kdekoli, kde je to potřeba. Samozřejmě, pokud máte palivové dříví nebo jasné slunce, a určitě nějakou vynalézavost.
Použití termoelektrického modulu.
Takový termoelektrický generátor si dobře pamatují ti, kteří si pamatují sovětské státní a kolektivní farmy. Říkají, že Němci za války nemohli pochopit, jak mohli partyzáni z obleženého lesa dlouho vysílat rádiové vysílání.
Ano, jak se říká – kdyby byli naši vědci placeni penězi, vynalezli by iPhone už v roce 85! :-)
Termoelektrická lednice
Termoelektrická chladnička (možnost 2)
Termoelektrická chladnička (možnost 3)
Autochladnička na nápoje v plechovkách
Chladič pitné vody
Termoelektrická klimatizace do kabiny KAMAZ
Do takové „naběračky“ se nalije voda, zapálí se a dobíjí se, prosím, mobilní telefon. Celé tajemství je na dně, Peltier je tam „pohřben“.
Pojďme se na tento design podívat blíže.
V současné době roste zájem o použití modulů termoelektrických generátorů v domácích zařízeních. Především se jedná o možnost napájení nízkoenergetických spotřebičů elektřiny - rádia, mobilní a satelitní telefony, notebooky, automatizační zařízení atd. ze stávajících zdrojů tepla. Termoelektrický generátor, který nemá žádné rotující, třecí ani jiné opotřebitelné části, umožňuje přímo získávat elektřinu z jakéhokoli zdroje tepla: výfukové plyny spalovacích motorů, teplá voda z geotermálních zdrojů, „odpadní“ teplo z tepelných elektráren atd. . Na základě zkušeností získaných při vytváření průmyslových termoelektrických generátorů (TEG) různých výkonů - od několika Wattů po několik kilowattů, zahájila IPF CRYOTHERM sériovou výrobu domácích TEG s nominálním výkonem 8 W.Konstrukčně je generátor vyroben ve formě hliníkového kbelíku o vnitřním objemu cca 1 litr, na jehož dně jsou instalovány moduly generátoru z produkce IPF Kryotherm.
Teplotní rozdíl nutný pro provoz generátoru se dosahuje při zahřívání pánve, například plamenem ohně. Voda ohřátá uvnitř naběračky může být použita k vaření nebo jiným účelům. Tento generátor je primárně určen pro použití na odlehlých, těžko dostupných místech k dobíjení baterií jednotlivých komunikačních a navigačních zařízení, osvětlení atd. Je nepostradatelný pro lovce, turisty, námořníky, pracovníky záchranných a speciálních služeb, kteří jsou nuceni se dlouhodobě zdržovat od centrálních zdrojů energie.
Výhodou generátoru je jeho nízká hmotnost a objem, vysoký měrný generovaný výkon, funkčnost a vysoká spolehlivost. Konstrukce generátoru eliminuje možnost přehřátí při správném použití. Jako doplňková možnost generátoru je nabízen krokový stabilizátor napětí s rozsahy 3 V - 6 V - 9 V - 12 V a adaptéry pro nabíječky.
DOMÁCÍ TERMOELEKTRICKÝ GENERÁTOR 1TG-8
Datový list
Hmotnost bez kapaliny, kg, ne více než 0,55
Celkové rozměry, mm
s rukojetí
bez rukojeti 250x130x110? 123, h=100
Vnitřní objem, dm31,0
Jmenovitý generovaný výkon, W, ne méně než 8,0
Výstupní napětí, V3.0? 12.0
Proud, mA660 ? 2660
A zde je další příklad použití.
Generátor se skládá z takových malých termoelektrických kondenzátorů.
Díky použití nejnovějších materiálů jsou termoelektrické generátory (TEG) již schopny vyrábět elektřinu o výkonu až 1000 W.
Tepelný generátor potěší především příznivce dynamické jízdy: vždyť čím vyšší otáčky motoru, tím více elektřiny se vyrobí, což se v budoucnu může využít například v hybridních elektrárnách pro ještě lepší dynamiku zrychlení.
Téměř dvě třetiny energie paliva v moderních spalovacích motorech „letí“ do atmosféry spolu s teplem. Inženýři BMW proto spolu se specialisty z americké letecké a kosmické agentury NASA aktivně pracují na technologiích pro přeměnu tepelné energie výfukových plynů na elektrickou energii. Takové instalace mají další pozitivní účinek: dodatečné zahřívání studeného motoru. TEG zatím „obaluje“ část výfukového potrubí, ale v budoucnu se plánuje integrace tohoto systému do katalyzátoru, a tím využití jeho tepelného režimu. Pro větší implementaci této technologie do vozu bude muset být modernizován podvozek a na některých místech se rozšíří středový tunel. Očekává se, že takový systém bude velmi brzy schopen zajistit 5procentní úsporu paliva a zvýšit účinnost spalovacího motoru.
To je Peltierův článek nebo termoelektrický modul!
Podobné mistrovské kurzy
Zvláště zajímavé
Komentáře (22)
