Mazliet teorijas.
Viens elements termoelektriskais modulis (TEM) ir termopāris, kas sastāv no diviem atšķirīgiem elementiem ar p un n tipa vadītspēju. Elementi ir savienoti viens ar otru, izmantojot vara savienojuma plāksni. Kā elementu materiāli tradicionāli tiek izmantoti pusvadītāji uz bismuta, telūra, antimona un selēna bāzes.
Termoelektriskais modulis (Peltier elements) ir elektriski savienotu termopāru komplekts, parasti virknē. Standarta termoelektriskajā modulī termopāri ir novietoti starp divām plakanām alumīnija oksīda vai nitrīda keramikas plāksnēm. Termopāru skaits var būt ļoti atšķirīgs - no dažiem līdz simtiem pāru, kas ļauj izveidot gandrīz jebkuras dzesēšanas jaudas TEM - no desmitdaļām līdz simtiem vatu.
Kad tiešā elektriskā strāva iet caur termoelektrisko moduli, starp tā malām veidojas temperatūras starpība - viena puse (aukstā) tiek atdzesēta, bet otra (karsta) tiek uzkarsēta.Ja TEM karstajā pusē tiek nodrošināta efektīva siltuma noņemšana, piemēram, izmantojot radiatoru, tad aukstajā pusē var iegūt temperatūru, kas būs par desmitiem grādu zemāka par apkārtējās vides temperatūru. Dzesēšanas pakāpe būs proporcionāla strāvai. Mainoties strāvas polaritātei, karstā un aukstā puse mainās vietām.
Prakse.
Peltes elementus plaši izmanto dzesēšanas sistēmās. Taču ne daudzi cilvēki zina par citu savu īpašumu – enerģijas ģenerēšanu. Šis laboratorijas darbs ir veltīts šo spēju izpētei.
50*50 mm elements, uzstādīts starp diviem alumīnija stieņiem. To virsmas ir iepriekš noslīpētas un ieeļļotas ar KPT pastu. Vienam no stieņiem ir izurbti caurumi, caur kuriem tiek izlaista vara caurule ūdens dzesēšanai. Lūk, kas notika:
Pievienojiet ūdeni dzesētājam vienā pusē Peltjē elements, un otru uzlieciet uz degļa. Elementa izejai pievienojam 10W 6 voltu spuldzi. Rezultāts ir tāds, ka mūsu ģenerators darbojas!
Pieredze rāda, ka Peltjē elements labi ražo elektrību. Gaisma deg diezgan spilgti, spriegums ir aptuveni 4,5 volti.
Sildīšana līdz 160 grādiem nebija optimāla, pie 120 grādiem rezultāts bija tikai par 10% sliktāks.
Dzesēšanas šķidruma temperatūra pie izejas ir desmit grādi, pie ieejas tā ir par grādu mazāka. Spriežot pēc šiem rezultātiem, ūdens dzesēšanai nav tik nepieciešams...
Ar palīdzību Peltjē elementi elektrību var saražot ekspedīcijā, kempingā, medību ziemas būdiņā, vārdu sakot, jebkurā vietā, kur tā var būt nepieciešama. Protams, ja jums ir malka vai spoža saule, un noteikti kāda atjautība.
Izmantojot termoelektrisko moduli.
Šādu termoelektrisko ģeneratoru labi atceras tie, kas atceras padomju valsts un kolhozus. Viņi saka, ka kara laikā vācieši nevarēja saprast, kā partizāni varēja ilgstoši vadīt radio pārraides no aplenkta meža.
Jā, kā saka - ja mūsu zinātniekiem maksātu naudu, viņi iPhone būtu izgudrojuši jau `85. :-)
Termoelektriskais ledusskapis
Termoelektrisks ledusskapis (2. iespēja)
Termoelektrisks ledusskapis (3. iespēja)
Auto dzesētājs dzērienu konserviem
Dzeramā ūdens dzesētājs
Termoelektriskais kondicionieris KAMAZ kabīnei
Šādā “kausā” ielej ūdeni, liek uz uguns un, lūdzu, uzlādējiet mobilo telefonu. Viss noslēpums ir apakšā, Peltjē tur ir “aprakts”.
Apskatīsim šo dizainu tuvāk.
Šobrīd pieaug interese par termoelektrisko ģeneratoru moduļu izmantošanu sadzīves ierīcēs. Pirmkārt, tas attiecas uz iespēju darbināt mazjaudas elektroenerģijas patērētājus - radioaparātus, mobilos un satelīttelefonus, klēpjdatorus, automatizācijas ierīces utt. no esošajiem siltuma avotiem. Termoelektriskais ģenerators, kuram nav rotējošu, beržu vai citu dilstošu detaļu, ļauj tieši iegūt elektroenerģiju no jebkura siltuma avota: iekšdedzes dzinēju izplūdes gāzēm, karstā ūdens no ģeotermālajiem avotiem, termoelektrostaciju “atkritumu” siltuma u.c. . Vadoties pēc pieredzes, kas gūta dažādu jaudu - no vairākiem vatiem līdz vairākiem kilovatiem - industriālo termoelektrisko ģeneratoru (TEG) izveidē, IPF CRYOTHERM uzsāka mājsaimniecības TEG masveida ražošanu ar nominālo jaudu 8 W.Strukturāli ģenerators ir izgatavots alumīnija kausa formā ar iekšējo tilpumu aptuveni 1 litrs, kura apakšā ir uzstādīti IPF Kryotherm ražotie ģeneratora moduļi.
Ģeneratora darbībai nepieciešamā temperatūras starpība tiek sasniegta, kad kauss tiek uzkarsēts, piemēram, ar uguns liesmu. Kausā uzkarsēto ūdeni var izmantot ēdiena gatavošanai vai citiem mērķiem. Šis ģenerators primāri ir paredzēts lietošanai nomaļās, grūti sasniedzamās vietās, lai uzlādētu akumulatorus individuālajām sakaru un navigācijas iekārtām, apgaismojumam u.c. Tas ir neaizstājams medniekiem, tūristiem, jūrniekiem, glābšanas un specdienestu darbiniekiem, kuri ilgstoši ir spiesti palikt prom no centrālajiem barošanas avotiem.
Ģeneratora priekšrocība ir tā mazais svars un tilpums, liela īpatnējā ģenerētā jauda, funkcionalitāte un augsta uzticamība. Ģeneratora konstrukcija novērš pārkaršanas iespēju, ja to lieto pareizi. Kā papildu opcija ģeneratoram tiek piedāvāts pakāpju sprieguma stabilizators ar diapazoniem no 3 V - 6 V - 9 V - 12 V un adapteri lādētājiem.
MĀJSAIMNIECĪBAS TERMOELEKTRIS ĢENERATORS 1TG-8
Datu lapas
Svars bez šķidruma, kg, ne vairāk kā 0,55
Kopējie izmēri, mm
ar rokturi
bez roktura250x130x110? 123, h=100
Iekšējais tilpums, dm31,0
Nominālā ģenerētā jauda, W, ne mazāka par 8,0
Izejas spriegums, V3.0? 12.0
Pašreizējais, mA660 ? 2660
Un šeit ir vēl viens lietošanas piemērs.
Ģenerators sastāv no tādiem maziem termoelektriskiem kondensatoriem.
Pateicoties jaunāko materiālu izmantošanai, termoelektriskie ģeneratori (TEG) jau spēj ražot elektroenerģiju ar jaudu līdz 1000 W.
Termoģenerators īpaši iepriecinās dinamiskas braukšanas cienītājus: galu galā, jo lielāki dzinēja apgriezieni, jo vairāk tiek ģenerēts elektrība, ko nākotnē varēs izmantot hibrīdelektrostacijās, piemēram, vēl labākai paātrinājuma dinamikai.
Gandrīz divas trešdaļas no degvielas enerģijas mūsdienu iekšdedzes dzinējos kopā ar siltumu “lido” atmosfērā. Tāpēc BMW inženieri kopā ar Amerikas aviācijas aģentūras NASA speciālistiem aktīvi strādā pie tehnoloģijām, kā pārvērst izplūdes gāzu siltumenerģiju elektroenerģijā. Šādām instalācijām ir vēl viena pozitīva ietekme: auksta dzinēja papildu sildīšana. Pagaidām TEG “apņem” izplūdes caurules posmu, bet nākotnē plānots šo sistēmu integrēt katalizatorā, tādējādi izmantojot tā termisko režīmu. Šīs tehnoloģijas plašākai ieviešanai automašīnā nāksies modernizēt apakšējo daļu, vietām paplašinot centrālo tuneli. Paredzams, ka šāda sistēma jau pavisam drīz spēs nodrošināt 5 procentu degvielas ietaupījumu, palielinot iekšdedzes dzinēja efektivitāti.
Lūk, kas ir Peltjē elements jeb termoelektriskais modulis!
