Élément Peltier ou module thermoélectrique
Un peu de théorie.
Élément unique module thermoélectrique (TEM) est un thermocouple composé de deux éléments différents avec une conductivité de type p et n. Les éléments sont reliés entre eux à l'aide d'une plaque de connexion en cuivre. Les semi-conducteurs à base de bismuth, de tellure, d'antimoine et de sélénium sont traditionnellement utilisés comme matériaux élémentaires.
Module thermoélectrique (élément Peltier) est un ensemble de thermocouples connectés électriquement, généralement en série. Dans un module thermoélectrique standard, les thermocouples sont placés entre deux plaques plates en céramique d'oxyde d'aluminium ou de nitrure. Le nombre de thermocouples peut varier considérablement - de quelques dizaines à des centaines de paires, ce qui permet de créer des TEM de presque toutes les puissances frigorifiques - de quelques dixièmes à des centaines de watts.
Lorsqu'un courant électrique continu traverse un module thermoélectrique, une différence de température se forme entre ses côtés : un côté (froid) est refroidi et l'autre (chaud) est chauffé.Si une évacuation efficace de la chaleur est assurée du côté chaud du TEM, par exemple à l'aide d'un radiateur, alors du côté froid, vous pouvez obtenir une température qui sera inférieure de plusieurs dizaines de degrés à la température ambiante. Le degré de refroidissement sera proportionnel au courant. Lorsque la polarité du courant change, les côtés chaud et froid changent de place.
Pratique.
Les éléments Pelte sont largement utilisés dans les systèmes de refroidissement. Mais peu de gens connaissent leur autre propriété : la production d’énergie. Ce travail de laboratoire est consacré à l'étude de ces capacités.
Elément de 50*50 mm, installé entre deux barres en aluminium. Leurs surfaces sont préalablement meulées et lubrifiées avec de la pâte KPT. L'une des barres est percée de trous traversants à travers lesquels passe un tube de cuivre pour le refroidissement par eau. Voici ce qui s'est passé :
Connectez l'eau au refroidisseur d'un côté Élément Peltier, et mettez l'autre sur le brûleur. Nous connectons une ampoule 10W 6 volts à la sortie de l'élément. Le résultat est que notre générateur fonctionne !
L'expérience prouve que l'élément Peltier produit bien de l'électricité. La lumière éclaire assez fort, la tension est d'environ 4,5 volts.
Un chauffage jusqu'à 160 degrés n'était pas optimal ; à 120 degrés, le résultat n'était que 10 % pire.
La température du liquide de refroidissement à la sortie est de dix degrés, à l'entrée elle est inférieure d'un degré. A en juger par ces résultats, l'eau n'est pas si nécessaire pour le refroidissement...
Avec de l'aide Éléments Peltier vous pouvez produire de l'électricité lors d'une expédition, en camping, dans un refuge d'hiver de chasse, en un mot, partout où cela peut être nécessaire. Naturellement, si vous avez du bois de chauffage ou un soleil radieux, et certainement un peu d'ingéniosité.
Utilisation d'un module thermoélectrique.
Ceux qui se souviennent de l'État soviétique et des fermes collectives se souviennent bien d'un tel générateur thermoélectrique. On dit que pendant la guerre, les Allemands ne comprenaient pas comment les partisans pouvaient diffuser pendant longtemps des émissions de radio depuis une forêt assiégée.
Oui, comme on dit : si nos scientifiques étaient payés, ils auraient inventé l'iPhone en 1985 ! :-)
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De l'eau est versée dans une telle « louche », mise au feu et, s'il vous plaît, rechargez votre téléphone portable. Tout le secret est au fond, Peltier y est "enterré"
Regardons de plus près cette conception.
Actuellement, l’utilisation de modules générateurs thermoélectriques dans les appareils ménagers suscite un intérêt croissant. Tout d'abord, cela concerne la possibilité d'alimenter des consommateurs d'électricité de faible puissance - radios, téléphones portables et satellites, ordinateurs portables, appareils d'automatisation, etc. à partir des sources de chaleur existantes. Un générateur thermoélectrique, dépourvu de pièces tournantes, frottantes ou autres pièces d'usure, permet d'obtenir directement de l'électricité à partir de n'importe quelle source de chaleur : gaz d'échappement des moteurs à combustion interne, eau chaude de sources géothermiques, chaleur « perdue » des centrales thermiques, etc. . Guidé par l'expérience acquise dans la création de générateurs thermoélectriques industriels (TEG) de différentes puissances - de plusieurs Watts à plusieurs kiloWatts, IPF CRYOTHERM s'est lancé dans la production en série de TEG domestiques d'une puissance nominale de 8 W.Structurellement, le générateur est réalisé sous la forme d'un seau en aluminium d'un volume interne d'environ 1 litre, au fond duquel sont installés des modules générateurs produits par IPF Kryotherm.
La différence de température nécessaire au fonctionnement du générateur est obtenue lorsque la poche est chauffée, par exemple par la flamme d'un feu. L'eau chauffée à l'intérieur de la louche peut être utilisée pour la cuisine ou à d'autres fins. Ce générateur est principalement destiné à être utilisé dans des endroits éloignés et difficiles d'accès pour recharger les batteries des équipements individuels de communication et de navigation, d'éclairage, etc. Il est indispensable pour les chasseurs, les touristes, les marins, les employés des services de secours et des services spéciaux qui sont obligés de rester longtemps à l'écart des alimentations électriques centrales.
L'avantage du générateur est son faible poids et son faible volume, sa puissance spécifique générée élevée, sa fonctionnalité et sa grande fiabilité. La conception du générateur élimine le risque de surchauffe lorsqu'il est utilisé correctement. En option supplémentaire pour le générateur, un stabilisateur de tension échelonné avec des plages de 3 V - 6 V - 9 V - 12 V et des adaptateurs pour chargeurs sont proposés.
GÉNÉRATEUR THERMOÉLECTRIQUE DOMESTIQUE 1TG-8
Fiche de données
Poids sans liquide, kg, pas plus de 0,55
Dimensions hors tout, mm
avec une poignée
sans poignée250x130x110 ? 123, h=100
Volume interne, dm31.0
Puissance générée nominale, W, pas moins de 8,0
Tension de sortie, V3.0 ? 12,0
Courant, mA660 ? 2660
Et voici un autre exemple d'utilisation.
Le générateur est constitué de ces petits condensateurs thermoélectriques.
Grâce à l'utilisation de matériaux les plus récents, les générateurs thermoélectriques (TEG) sont déjà capables de produire de l'électricité d'une puissance allant jusqu'à 1 000 W.
Le générateur thermique plaira particulièrement aux amateurs de conduite dynamique : en effet, plus le régime moteur est élevé, plus la production d'électricité est importante, qui pourra à l'avenir être utilisée dans les centrales hybrides, par exemple, pour une dynamique d'accélération encore meilleure.
Près des deux tiers de l’énergie contenue dans les moteurs à combustion interne modernes « s’envolent » dans l’atmosphère avec la chaleur. C'est pourquoi les ingénieurs de BMW, en collaboration avec des spécialistes de l'agence aérospatiale américaine NASA, travaillent activement sur des technologies permettant de convertir l'énergie thermique des gaz d'échappement en énergie électrique. De telles installations ont un autre effet positif : un chauffage supplémentaire d'un moteur froid. Pour l'instant, le TEG « enveloppe » une section du pot d'échappement, mais à l'avenir il est prévu d'intégrer ce système dans le catalyseur, utilisant ainsi son régime thermique. Pour une mise en œuvre à plus grande échelle de cette technologie dans la voiture, le soubassement devra être modernisé, en élargissant le tunnel central à certains endroits. On s'attend à ce qu'un tel système soit très bientôt en mesure de permettre des économies de carburant de 5 pour cent, augmentant ainsi l'efficacité du moteur à combustion interne.
Voilà ce qu’est un élément Peltier ou module thermoélectrique !
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