Elemento Peltier, ovvero modulo termoelettrico
Un po' di teoria.
Elemento singolo modulo termoelettrico (TEM) è una termocoppia costituita da due elementi diversi con conduttività di tipo p e n. Gli elementi sono collegati tra loro tramite una piastra di collegamento in rame. Come materiali elementari vengono tradizionalmente utilizzati semiconduttori a base di bismuto, tellurio, antimonio e selenio.
Modulo termoelettrico (elemento Peltier) è un insieme di termocoppie collegate elettricamente, solitamente in serie. In un modulo termoelettrico standard, le termocoppie sono posizionate tra due piastre piatte in ceramica di ossido di alluminio o nitruro. Il numero di termocoppie può variare ampiamente, da poche a centinaia di coppie, il che rende possibile creare TEM di quasi tutte le potenze di refrigerazione, da decimi a centinaia di watt.
Quando una corrente elettrica continua passa attraverso un modulo termoelettrico, si forma una differenza di temperatura tra i suoi lati: un lato (freddo) viene raffreddato e l'altro (caldo) viene riscaldato.Se viene fornita un'efficace rimozione del calore sul lato caldo del TEM, ad esempio utilizzando un radiatore, sul lato freddo è possibile ottenere una temperatura che sarà di decine di gradi inferiore alla temperatura ambiente. Il grado di raffreddamento sarà proporzionale alla corrente. Quando la polarità della corrente cambia, i lati caldo e freddo cambiano di posto.
Pratica.
Gli elementi Pelte sono ampiamente utilizzati nei sistemi di raffreddamento. Ma non molte persone conoscono la loro altra proprietà: generare energia. Questo lavoro di laboratorio è dedicato allo studio di queste capacità.
Elemento da 50*50 mm, installato tra due barre di alluminio. Le loro superfici vengono preventivamente rettificate e lubrificate con pasta KPT. Una delle barre è dotata di fori passanti attraverso i quali viene fatto passare un tubo di rame per il raffreddamento dell'acqua. Ecco cosa è successo:
Collegare l'acqua al refrigeratore su un lato Elemento Peltiere metti l'altro sul fuoco. Colleghiamo una lampadina da 10W 6 volt all'uscita dell'elemento. Il risultato è che il nostro generatore funziona!
L'esperienza dimostra che l'elemento Peltier produce bene l'elettricità. La luce brucia abbastanza intensamente, la tensione è di circa 4,5 volt.
Il riscaldamento fino a 160 gradi non era ottimale; a 120 gradi il risultato era peggiore solo del 10%.
La temperatura del liquido di raffreddamento all'uscita è di dieci gradi, all'ingresso è di un grado in meno. A giudicare da questi risultati, l’acqua non è così necessaria per il raffreddamento...
Con aiuto Elementi Peltier puoi generare elettricità durante una spedizione, in campeggio, in un rifugio invernale da caccia, in una parola, ovunque possa essere necessaria. Naturalmente, se hai legna da ardere o un sole splendente, e sicuramente un po' di ingegno.
Utilizzando un modulo termoelettrico.
Un simile generatore termoelettrico è ben ricordato da coloro che ricordano lo stato sovietico e le fattorie collettive. Dicono che durante la guerra i tedeschi non riuscivano a capire come i partigiani potessero condurre trasmissioni radiofoniche per lungo tempo da una foresta assediata.
Sì, come si suol dire, se i nostri scienziati fossero stati pagati, avrebbero inventato l'iPhone nell'85! :-)
Frigorifero termoelettrico
Frigorifero termoelettrico (opzione 2)
Frigorifero termoelettrico (opzione 3)
Frigo da auto per bevande in lattina
Dispositivo di raffreddamento dell'acqua potabile
Climatizzatore termoelettrico per cabina KAMAZ
L'acqua viene versata in un tale “mestolo”, messa sul fuoco e, per favore, ricaricare il cellulare. Tutto il segreto è in fondo, Peltier è “sepolto” lì
Diamo uno sguardo più da vicino a questo disegno.
Attualmente c'è un crescente interesse per l'uso dei moduli generatori termoelettrici negli elettrodomestici. Innanzitutto, ciò riguarda la possibilità di alimentare i consumatori di elettricità a bassa potenza: radio, telefoni cellulari e satellitari, computer portatili, dispositivi di automazione, ecc. dalle fonti di calore esistenti. Un generatore termoelettrico, privo di parti rotanti, di sfregamento o di qualsiasi altra parte soggetta ad usura, consente di ottenere direttamente energia elettrica da qualsiasi fonte di calore: gas di scarico di motori a combustione interna, acqua calda da fonti geotermiche, calore “di scarto” da centrali termoelettriche, ecc. . Guidati dall'esperienza acquisita nella creazione di generatori termoelettrici industriali (TEG) di varie potenze - da diversi Watt a diversi kiloWatt, IPF CRYOTHERM ha iniziato la produzione in serie di TEG domestici con una potenza nominale di 8 W.Strutturalmente, il generatore è realizzato sotto forma di un secchio di alluminio con un volume interno di circa 1 litro, sul fondo del quale sono installati i moduli generatori prodotti da IPF Kryotherm.
La differenza di temperatura necessaria al funzionamento del generatore si ottiene quando la siviera viene riscaldata, ad esempio, dalla fiamma di un fuoco. L'acqua riscaldata all'interno del mestolo può essere utilizzata per cucinare o per altri scopi. Questo generatore è destinato principalmente all'uso in luoghi remoti e difficili da raggiungere per ricaricare le batterie per comunicazioni individuali e apparecchiature di navigazione, illuminazione, ecc. È indispensabile per cacciatori, turisti, marinai, addetti al soccorso e ai servizi speciali che sono costretti a stare lontani dalle centrali elettriche per lungo tempo.
Il vantaggio del generatore è il peso e il volume ridotti, l'elevata potenza specifica generata, la funzionalità e l'elevata affidabilità. Il design del generatore elimina la possibilità di surriscaldamento se utilizzato correttamente. Come opzione aggiuntiva per il generatore viene offerto uno stabilizzatore di tensione a gradino con range 3 V - 6 V - 9 V - 12 V e adattatori per caricabatterie.
GENERATORE TERMOELETTRICO DOMESTICO 1TG-8
Scheda dati
Peso senza liquido, kg, non più di 0,55
Dimensioni complessive, mm
con una maniglia
senza maniglia250x130x110? 123, h=100
Volume interno, dm31,0
Potenza generata nominale, W, non inferiore a 8,0
Tensione di uscita, V3.0? 12.0
Corrente, mA660 ? 2660
Ed ecco un altro esempio di utilizzo.
Il generatore è costituito da condensatori termoelettrici così piccoli.
Grazie all'utilizzo dei materiali più recenti, i generatori termoelettrici (TEG) sono già in grado di generare elettricità con una potenza fino a 1000 W.
Il generatore termico piacerà soprattutto agli appassionati di guida dinamica: più alto è il numero di giri del motore, più elettricità viene generata, che in futuro potrà essere utilizzata, ad esempio, nelle centrali elettriche ibride per una dinamica di accelerazione ancora migliore.
Quasi due terzi dell’energia del carburante nei moderni motori a combustione interna “vola” nell’atmosfera insieme al calore. Pertanto, gli ingegneri BMW, insieme agli specialisti dell'agenzia aerospaziale americana NASA, stanno lavorando attivamente sulle tecnologie per convertire l'energia termica dei gas di scarico in energia elettrica. Tali installazioni hanno un altro effetto positivo: il riscaldamento aggiuntivo di un motore freddo. Per ora il TEG “avvolge” una sezione del tubo di scarico, ma in futuro si prevede di integrare questo sistema nel catalizzatore, sfruttandone così il regime termico. Per un'implementazione su scala più ampia di questa tecnologia nella vettura, sarà necessario ammodernare il sottoscocca, ampliando in alcuni punti il tunnel centrale. Si prevede che molto presto un tale sistema sarà in grado di garantire un risparmio di carburante del 5%, aumentando l'efficienza del motore a combustione interna.
Questo è ciò che è un elemento Peltier o un modulo termoelettrico!
Masterclass simili
Particolarmente interessante
Commenti (22)
