קצת תיאוריה.
אלמנט בודד מודול תרמואלקטרי (TEM) הוא צמד תרמי המורכב משני אלמנטים שונים עם מוליכות מסוג p ו-n. האלמנטים מחוברים זה לזה באמצעות לוחית חיבור נחושת. מוליכים למחצה המבוססים על ביסמוט, טלוריום, אנטימון וסלניום משמשים באופן מסורתי כחומרי יסוד.
מודול תרמי חשמלי (אלמנט פלטייר) הוא קבוצה של צמדים תרמיים המחוברים חשמלית, בדרך כלל בסדרה. במודול תרמו-אלקטרי סטנדרטי, צמדים תרמיים ממוקמים בין שתי פלטות שטוחות של תחמוצת אלומיניום או ניטריד. מספר הצמדים התרמיים יכול להשתנות במידה רבה - מכמה עד מאות זוגות, מה שמאפשר ליצור TEM של כמעט כל הספק קירור - מעשיריות ועד מאות וואט.
כאשר זרם חשמלי ישר עובר דרך מודול תרמו-אלקטרי, נוצר הפרש טמפרטורה בין הצדדים שלו - צד אחד (קר) מקורר, והשני (חם) מחומם.אם מסופקת הסרת חום יעילה בצד החם של ה-TEM, למשל באמצעות רדיאטור, אז בצד הקר ניתן לקבל טמפרטורה שתהיה נמוכה בעשרות מעלות מטמפרטורת הסביבה. מידת הקירור תהיה פרופורציונלית לזרם. כאשר קוטביות הזרם משתנה, הצדדים החמים והקרים מחליפים מקום.
תרגול.
אלמנטים פלטה נמצאים בשימוש נרחב במערכות קירור. אבל לא הרבה אנשים יודעים על הרכוש האחר שלהם - הפקת אנרגיה. עבודת מעבדה זו מוקדשת לחקר היכולות הללו.
אלמנט 50*50 מ"מ, מותקן בין שני מוטות אלומיניום. המשטחים שלהם נטחנו קודם לכן ומשומנים במשחת KPT. באחד הסורגים קדחו חורים מבעד שדרכם מועבר צינור נחושת לקירור מים. הנה מה שקרה:
חברו את המים לצידן לצד אחד אלמנט פלטייר, והניח את השני על המבער. אנו מחברים נורה 10W 6 וולט לפלט של האלמנט. התוצאה היא שהגנרטור שלנו עובד!
הניסיון מוכיח שאלמנט פלטייר מייצר חשמל היטב. האור נשרף די בהיר, המתח הוא בערך 4.5 וולט.
חימום עד 160 מעלות לא היה אופטימלי; ב-120 מעלות התוצאה הייתה גרועה רק ב-10%.
טמפרטורת נוזל הקירור ביציאה היא עשר מעלות, בכניסה היא מעלה אחת פחות. אם לשפוט לפי התוצאות האלה, מים לא כל כך נחוצים לקירור...
עם עזרה אלמנטים של פלטייר אתה יכול לייצר חשמל במסע, בטיול קמפינג, בבקתת חורף לציד, במילה אחת, בכל מקום בו יהיה צורך בכך. כמובן, אם יש לך עצי הסקה או אור שמש בהיר, ובהחלט קצת כושר המצאה.
שימוש במודול תרמו-אלקטרי.
גנרטור תרמו-אלקטרי כזה זכור היטב למי שזוכרים חוות מדינתיות וחוות קולקטיביות של ברית המועצות. הם אומרים שבמהלך המלחמה הגרמנים לא יכלו להבין איך הפרטיזנים יכולים לנהל שידורי רדיו במשך זמן רב מיער נצור.
כן, כמו שאומרים - אם המדענים שלנו היו משלמים כסף, הם היו ממציאים את האייפון עוד ב-85'! :-)
מקרר טרמו-אלקטרי
מקרר תרמי (אופציה 2)
מקרר תרמי (אופציה 3)
צידנית לרכב למשקאות שימורים
מצנן מים לשתייה
מזגן טרמו-אלקטרי לקבינה של KAMAZ
מים מוזגים לתוך "מצקת" כזו, מניחים באש, בבקשה, טען מחדש את הטלפון הנייד שלך. כל הסוד נמצא בתחתית, פלטייר "קבור" שם
בואו נסתכל מקרוב על העיצוב הזה.
נכון לעכשיו, יש עניין גובר בשימוש במודולי מחולל תרמו-אלקטרי במכשירים ביתיים. קודם כל, מדובר באפשרות להפעיל צרכני חשמל בצריכת חשמל נמוכה - מכשירי רדיו, טלפונים סלולריים ולווייניים, מחשבים ניידים, מכשירי אוטומציה וכו'. ממקורות חום קיימים. גנרטור תרמו-אלקטרי, שאין בו חלקים מסתובבים, שפשופים או כל חלקי שחיקה אחרים, מאפשר לקבל ישירות חשמל מכל מקור חום: גזי פליטה של מנועי בעירה פנימית, מים חמים ממקורות גיאותרמיים, "פסולת" חום מתחנות כוח תרמיות וכו'. . בהנחיית הניסיון שנצבר ביצירת גנרטורים תרמו-אלקטריים תעשייתיים (TEGs) בהספקים שונים - ממספר וואט ועד כמה קילו-וואט, החלה IPF CRYOTHERM בייצור המוני של TEG ביתי בהספק נומינלי של 8 וואט.מבחינה מבנית, הגנרטור עשוי בצורת דלי אלומיניום בנפח פנימי של כ-1 ליטר, שבתחתיתו מותקנים מודולי גנרטור המיוצרים על ידי IPF Kryotherm.
הפרש הטמפרטורה הדרוש להפעלת הגנרטור מושג כאשר המצקת מחוממת, למשל, על ידי להבת אש. המים המחוממים בתוך המצקת יכולים לשמש לבישול או למטרות אחרות. גנרטור זה מיועד בעיקר לשימוש במקומות מרוחקים וקשים לגישה לטעינת סוללות עבור ציוד תקשורת וניווט בודדים, תאורה וכו'. זה הכרחי עבור ציידים, תיירים, מלחים, עובדי הצלה ושירותים מיוחדים שנאלצים להתרחק מאספקת חשמל מרכזית במשך זמן רב.
היתרון של הגנרטור הוא משקלו ונפחו הנמוכים, הספק ספציפי גבוה, פונקציונליות ואמינות גבוהה. העיצוב של הגנרטור מבטל את האפשרות של התחממות יתר בשימוש נכון. כאופציה נוספת לגנרטור מוצע מייצב מתח מדרגה בטווחים של 3 V - 6 V - 9 V - 12 V ומתאמים למטענים.
גנרטור תרמואלקטרי ביתי 1TG-8
טופס מידע
משקל ללא נוזל, ק"ג, לא יותר מ-0.55
מידות כוללות, מ"מ
עם ידית
ללא ידית 250x130x110? 123, h=100
נפח פנימי, dm31.0
הספק מופק מדורג, W, לא פחות מ-8.0
מתח מוצא, V3.0? 12.0
זרם, mA660 ? 2660
והנה עוד דוגמה לשימוש.
הגנרטור מורכב מקבלים תרמו-אלקטריים קטנים כאלה.
הודות לשימוש בחומרים העדכניים ביותר, גנרטורים תרמו-אלקטריים (TEGs) כבר מסוגלים לייצר חשמל בהספק של עד 1000 W.
הגנרטור התרמי ישמח במיוחד את חובבי הנהיגה הדינמית: אחרי הכל, ככל שמהירות המנוע גבוהה יותר, כך נוצר יותר חשמל, אשר בעתיד ניתן יהיה להשתמש בו בתחנות כוח היברידיות, למשל, לדינמיקת האצה טובה עוד יותר.
כמעט שני שלישים מאנרגיית הדלק במנועי בעירה פנימית מודרניים "עפים" לאטמוספירה יחד עם חום. לכן, מהנדסי BMW, יחד עם מומחים מסוכנות התעופה האמריקאית NASA, עובדים באופן פעיל על טכנולוגיות להמרת האנרגיה התרמית של גזי פליטה לאנרגיה חשמלית. למתקנים כאלה יש השפעה חיובית נוספת: חימום נוסף של מנוע קר. לעת עתה, TEG "עוטף" חלק מצינור הפליטה, אך בעתיד מתוכנן לשלב מערכת זו בזרז, ובכך להשתמש במשטר התרמי שלה. לצורך יישום בקנה מידה גדול יותר של טכנולוגיה זו במכונית, יהיה צורך לבצע מודרניזציה של המרכב התחתון, ולהרחיב את המנהרה המרכזית במקומות מסוימים. צפוי שמערכת כזו תוכל בקרוב מאוד לספק חיסכון של 5 אחוזים בדלק, ולהגביר את היעילות של מנוע הבעירה הפנימית.
זה מה זה אלמנט פלטייר או מודול תרמו-אלקטרי!
