Peltier-Element, auch thermoelektrisches Modul genannt
Ein bisschen Theorie.
Einzelnes Element Thermoelektrisches Modul (TEM) ist ein Thermoelement, das aus zwei unterschiedlichen Elementen mit p- und n-Leitfähigkeit besteht. Die Elemente werden über eine Kupferverbindungsplatte miteinander verbunden. Als Elementmaterialien werden traditionell Halbleiter auf Basis von Wismut, Tellur, Antimon und Selen verwendet.
Thermoelektrisches Modul (Peltier-Element) ist ein Satz elektrisch verbundener Thermoelemente, normalerweise in Reihe. In einem standardmäßigen thermoelektrischen Modul werden Thermoelemente zwischen zwei flachen Aluminiumoxid- oder Nitrid-Keramikplatten platziert. Die Anzahl der Thermoelemente kann stark variieren – von wenigen bis zu Hunderten Paaren, was die Herstellung von TEMs mit nahezu jeder Kühlleistung – von Zehnteln bis Hunderten von Watt – ermöglicht.
Wenn ein elektrischer Gleichstrom durch ein thermoelektrisches Modul fließt, entsteht zwischen seinen Seiten ein Temperaturunterschied – eine Seite (kalt) wird gekühlt und die andere (heiß) erwärmt.Wenn auf der heißen Seite des TEM für eine effektive Wärmeabfuhr gesorgt wird, beispielsweise mithilfe eines Heizkörpers, kann auf der kalten Seite eine Temperatur erreicht werden, die um mehrere zehn Grad unter der Umgebungstemperatur liegt. Der Grad der Abkühlung ist proportional zum Strom. Wenn sich die Polarität des Stroms ändert, tauschen die heiße und die kalte Seite ihre Plätze.
Üben.
Pelte-Elemente werden häufig in Kühlsystemen verwendet. Aber nicht viele Menschen wissen von ihrer anderen Eigenschaft – der Energieerzeugung. Diese Laborarbeit ist der Untersuchung dieser Fähigkeiten gewidmet.
50*50 mm Element, installiert zwischen zwei Aluminiumstangen. Ihre Oberflächen sind zuvor eingeschliffen und mit KPT-Paste geschmiert. In eine der Stangen sind Durchgangslöcher gebohrt, durch die ein Kupferrohr zur Wasserkühlung geführt wird. Folgendes ist passiert:
Schließen Sie das Wasser an einer Seite an den Kühler an Peltier-Element, und stellen Sie das andere auf den Brenner. An den Ausgang des Elements schließen wir eine 10W 6 Volt Glühbirne an. Das Ergebnis ist, dass unser Generator funktioniert!
Die Erfahrung zeigt, dass das Peltier-Element gut Strom erzeugt. Das Licht brennt recht hell, die Spannung beträgt ca. 4,5 Volt.
Das Erhitzen auf 160 Grad war nicht optimal, bei 120 Grad war das Ergebnis nur 10 % schlechter.
Die Kühlmitteltemperatur beträgt am Auslass zehn Grad, am Einlass ein Grad weniger. Nach diesen Ergebnissen zu urteilen, ist Wasser zum Kühlen nicht so notwendig ...
Mittels Peltier-Elemente Sie können Strom auf einer Expedition, beim Campingausflug, auf der Jagdwinterhütte, kurz gesagt, überall dort erzeugen, wo er benötigt wird. Natürlich, wenn Sie Brennholz oder strahlenden Sonnenschein haben und auf jeden Fall etwas Einfallsreichtum.
Verwendung eines thermoelektrischen Moduls.
An einen solchen thermoelektrischen Generator erinnern sich diejenigen gut, die sich an sowjetische Staats- und Kolchosen erinnern. Sie sagen, dass die Deutschen während des Krieges nicht verstehen konnten, wie die Partisanen lange Zeit Radiosendungen aus einem belagerten Wald führen konnten.
Ja, wie man so schön sagt – wenn unsere Wissenschaftler Geld bekommen hätten, hätten sie bereits 1985 das iPhone erfunden! :-)
Thermoelektrischer Kühlschrank
Thermoelektrischer Kühlschrank (Option 2)
Thermoelektrischer Kühlschrank (Option 3)
Autokühler für Dosengetränke
Trinkwasserkühler
Thermoelektrische Klimaanlage für KAMAZ-Fahrerhaus
In eine solche „Schöpfkelle“ wird Wasser gegossen, angezündet und bitte das Handy aufgeladen. Das ganze Geheimnis liegt im Boden, Peltier ist dort „vergraben“.
Schauen wir uns dieses Design genauer an.
Derzeit besteht ein wachsendes Interesse am Einsatz thermoelektrischer Generatormodule in Haushaltsgeräten. Dies betrifft zunächst die Möglichkeit, Stromverbraucher mit geringem Stromverbrauch zu versorgen – Radios, Mobiltelefone und Satellitentelefone, Laptops, Automatisierungsgeräte usw. aus vorhandenen Wärmequellen. Ein thermoelektrischer Generator, der keine rotierenden, reibenden oder sonstigen Verschleißteile aufweist, ermöglicht die direkte Stromgewinnung aus jeder Wärmequelle: Abgase von Verbrennungsmotoren, heißes Wasser aus geothermischen Quellen, „Abwärme“ aus Wärmekraftwerken usw . Gestützt auf die Erfahrung bei der Entwicklung industrieller thermoelektrischer Generatoren (TEGs) mit verschiedenen Leistungen – von mehreren Watt bis zu mehreren Kilowatt – begann IPF CRYOTHERM mit der Massenproduktion von Haushalts-TEGs mit einer Nennleistung von 8 W.Strukturell besteht der Generator aus einem Aluminiumeimer mit einem Innenvolumen von etwa 1 Liter, in dessen Boden Generatormodule von IPF Kryotherm eingebaut sind.
Der für den Betrieb des Generators erforderliche Temperaturunterschied wird erreicht, wenn die Pfanne beispielsweise durch die Flamme eines Feuers erhitzt wird. Das in der Pfanne erhitzte Wasser kann zum Kochen oder für andere Zwecke verwendet werden. Dieser Generator ist in erster Linie für den Einsatz an abgelegenen, schwer zugänglichen Orten zum Aufladen von Batterien für einzelne Kommunikations- und Navigationsgeräte, Beleuchtung usw. vorgesehen. Es ist unverzichtbar für Jäger, Touristen, Segler, Rettungskräfte und Mitarbeiter von Spezialdiensten, die gezwungen sind, sich für längere Zeit von der zentralen Stromversorgung fernzuhalten.
Der Vorteil des Generators liegt in seinem geringen Gewicht und Volumen, seiner hohen spezifischen erzeugten Leistung, seiner Funktionalität und seiner hohen Zuverlässigkeit. Durch die Konstruktion des Generators ist bei korrekter Verwendung eine Überhitzung ausgeschlossen. Als zusätzliche Option für den Generator werden ein Stufenspannungsstabilisator mit den Bereichen 3 V – 6 V – 9 V – 12 V und Adapter für Ladegeräte angeboten.
HAUSHALTSTHERMOELEKTRISCHER GENERATOR 1TG-8
Datenblatt
Gewicht ohne Flüssigkeit, kg, nicht mehr als 0,55
Gesamtabmessungen, mm
mit einem Griff
ohne Griff250x130x110? 123, h=100
Innenvolumen, dm31,0
Erzeugte Nennleistung, W, nicht weniger als 8,0
Ausgangsspannung, V3.0? 12.0
Strom, mA660 ? 2660
Und hier ist ein weiteres Anwendungsbeispiel.
Der Generator besteht aus solchen kleinen thermoelektrischen Kondensatoren.
Dank der Verwendung modernster Materialien sind thermoelektrische Generatoren (TEGs) bereits in der Lage, Strom mit einer Leistung von bis zu 1000 W zu erzeugen.
Der Thermogenerator wird vor allem Fans dynamischer Fahrweise erfreuen: Denn je höher die Motordrehzahl, desto mehr Strom wird erzeugt, der künftig beispielsweise in Hybridkraftwerken für eine noch bessere Beschleunigungsdynamik genutzt werden kann.
Fast zwei Drittel der Kraftstoffenergie moderner Verbrennungsmotoren „fliegen“ zusammen mit der Wärme in die Atmosphäre. Daher arbeiten BMW-Ingenieure gemeinsam mit Spezialisten der amerikanischen Luft- und Raumfahrtbehörde NASA aktiv an Technologien zur Umwandlung der thermischen Energie von Abgasen in elektrische Energie. Solche Installationen haben noch einen weiteren positiven Effekt: die zusätzliche Erwärmung eines kalten Motors. Derzeit „umhüllt“ TEG einen Abschnitt des Abgasrohrs, in Zukunft ist jedoch geplant, dieses System in den Katalysator zu integrieren und so dessen thermisches Regime zu nutzen. Für eine größere Umsetzung dieser Technologie im Auto muss der Unterboden modernisiert und der Mitteltunnel an einigen Stellen erweitert werden. Es wird erwartet, dass ein solches System schon bald eine Kraftstoffeinsparung von 5 Prozent und damit eine Steigerung der Effizienz des Verbrennungsmotors ermöglichen kann.
Das ist ein Peltier-Element oder ein thermoelektrisches Modul!
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