Термо-генератор със собствени ръце инструкцията за производство на преобразувател на топлинна енергия в електрически

Броят на цифровите приспособления непрекъснато се увеличава. Към мобилния телефон бяха добавени мобилно радио, GPS-навигатор и камера.

Носенето на пълна чанта с резервни батерии за цялото това електронно братство е трудно и в студения сезон също е безсмислено - капацитетът и мощността им при ниски температури са значително намалени.

Следователно всеки пътник би искал да придобие устройство, което трансформира в електричество енергията, налична в трека.

Много практични бяха термогенераторите - източници, за чиято работа е необходима топлина. На какъв принцип се основава тяхната работа и как е възможно да се направят термогенератори на електроенергия от себе си - това ще бъде обсъдено в тази статия.

Как да се определи thermoEMF на метал?

Термоелектромоторната сила възниква в затворен контур, когато са изпълнени две условия:

1. Ако се състои от поне два проводника, изработени от различни материали.
2. Ако всички съседни секции в контура имат различни температури (най-малко в зоната на свързване).

Във физиката това явление се нарича ефекта на Seebeck.

Стойността на термоЕМФ зависи от вида на материалите и от разликата в температурите им.

Определете го по формулата:

E = k (Т1 - Т2),

• Където Т1 и Т2 - температурата на проводниците;
• К е коефициентът Seebeck.

Изходите, които се състоят от хетерогенни полупроводници (притежаващи p- и n-проводимост), имат най-голяма производителност. В металите ефектът Seebeck изглежда незначително, с изключение на някои преходни метали и техните сплави, например паладий (Pd) и сребро (Ag).

Принцип на действие

За да се реши задачата за производство на електричество от топлинна енергия, е необходимо, както се казва в науката, да се преодолее проблемът. Обратният ефект е Пелтие ефект Зеебек ефект, който се състои в промяна на температурата на двете обединени в затворен контур чрез преминаване през него на различни полупроводници DC: един от тях се нагрява, а вторият - охлажда.

Ако текущата посока се промени, посоката на топлинния поток също се променя: първият полупроводник ще се охлади и вторият ще се нагрее. Като полупроводник, най-често се използва твърда смес от силиций с германий и бисмутов телурид.

Пелетие ефект

Ефектът, открит от Жан Пелтие, е широко използван в различни сфери на човешкия живот, където се изискват хладилни машини, но няма възможност за използване на компресорна термопомпа във фреон. Ето защо името му е било дадено на устройствата, произведени за тази цел - елементи на Пелтие.

Проектиране на термичен генератор

Така че идеята за термо-генератор е съвсем проста: необходимо е да вземем елемента Peltier и да нагреем силно една от повърхностите му. Във фабричните генератори се използват газови горелки. Но да се създаде такова устройство в дома е доста трудно - е трудно да се осигури стабилен пламък, който гори дълго време.

Следователно, народните занаятчии предпочитат по-проста версия на термо-генератора, която сега ще опишем.

Произвеждат се със собствени ръце

Схематично устройството на самостоятелно произведена топлоелектрическа централа може да бъде представено, както следва:

1. Елемент Пелтие се сложи на дъното на дълбока купа - чаши или чаши.
2. След това в този съд ще вмъкнем още една: ако се използват купи, тогава ще е необходимо същото, ако вашият избор падне върху чаши, тогава вторият трябва да е малко по-малък от първия.
3. Към проводниците, извадени от елемента Peltier, се прикрепва преобразувателят на напрежение.
4. Вътрешният съд ще бъде запълнен със сняг или със студена вода, след което цялото съоръжение ще се запали.

След известно време снегът ще се стопи, ще се превърне във вода и ще се вари. Производителността на генератора в същото време ще падне, но туристът ще има възможност да изпие горещ чайка. След чай можете да заредите генератора с нова част от снега.

Ред на работа

Сега разгледайте подробно процеса на създаване на собствен термо-генератор:

1. Повърхността на всеки съд в мястото на контакта с елемента Peltier трябва да бъде изравнена и почистена, което да осигури максимален топлообмен. За идеално прилягане, можете да полирате дъното с намазана паста GOI парче от филц, фиксирани в шпиндела на електрическа тренировка.
2. Прикрепваме контактите на елементите Peltier елемент от електрическите печки, които са снабдени с топлоустойчива изолация. При липса на такива можете да приложите например MGTFE-0.35 тел, като го обвиете с топлоустойчива кърпа.
3. Смазвайки дъното на един от съдовете с термично проводима паста, например KPT-8, поставяме Peltier елемента върху него. Свързаните към него проводници трябва да бъдат разположени така, че техните краища да са извън контейнера.
4. На върха на елемента Peltier, отново смажете термо-пастата и поставете в контейнера или купата втори контейнер с подходящ размер (дръжката трябва да бъде отрязана от чашата).
5. Пространството между резервоарите трябва да бъде запълнено с топлоустойчив уплътнител (можете да закупите автосервиз за ремонт на ауспухови тръби). Тя ще служи като топлоизолация между горещата и студената страна на генератора и допълнителна защита на проводниците.

Кампания за електрическа генерация

Производство на конвертор

В хода на експеримента термогенераторът, инсталиран върху котлона със сняг във вътрешния резервоар, осигури електромагнитна помпа 3V и ток 1.5А. След превръщането на снега във вода и нейното кипене мощността на генератора падна три пъти (напрежението беше 1.2V).

За да използвате такова устройство като зарядно устройство за телефон или друга притурка, която се нуждае от стабилно напрежение от 5 V или 6.5 V, то трябва да е снабдено с преобразувател на напрежение.

Да разгледаме два варианта.

Вариант 1

Най-лесният начин е да използвате чип KR1446PH1, оборудван с DIP-шаси като преобразувател.

Произвежда се в Русия и лесно може да се намери в магазин за радио части или на радио пазара.

Употребата не е забранена и по-мощни аналози, но всички те са произведени в миниатюрни калъфи за повърхностен монтаж, така че ще трябва да страдате от окабеляването.

Входът на микроциркулацията се захранва с напрежение от елемента Peltier и се включва в режим "5 волта" (нормално). Паралелно с елемента Peltier, входът на преобразувателя на напрежение трябва да бъде споен с достатъчно мощен шунт диод. Това ще предотврати протичането на тока в обратна посока, ако генераторът има противоположен температурен ефект.

Например, ако се напълни с гореща вода, може да бъде инсталирана по невнимание на някаква студена повърхност.

Към изхода на преобразувателя трябва да свържете кабела със стар заряд, подходящ за модела на телефона или фотоапарата, както и 5 V LED индикатора.

Недостатъкът на тази опция: предложеният чип като преобразувател ограничава мощността на генератора, тъй като токът на неговия изход не надвишава 100 mA. По този начин елементът Peltier се използва приблизително 20%, което ще е достатъчно само за телефони с остарели модели.

Вариант 2

По-мощен конвертор може да бъде сглобена от схема на два етапа с чифт чипове с MAX 756. За да забраните, генерирано от потребители ток се губи, оборудва конвертор вградени батерии. Свързани в серия, те са включени в товара на първия етап чрез ключ, диод и ток-ограничаващ резистор. Самата каскада е настроена на изходния режим "3,3 волта".

Към изхода на каскадата 1 се свързва каскада № 2, настроена към изходния режим "5 волта". И двете каскади се изпълняват съгласно схемата, дадена в документацията за чип MAX 756 (публикувана в мрежата). Единствената разлика - на обратна връзка каскада №2 (между етапа на мощност и стъпалото №6 чип) се допълва от последователност от 3 силициеви диоди разположени анод към изхода.

Най-обикновеният термичен генератор

Подобно подобрение ще позволи да се получи при свободно напрежение от 6,5 V (необходимо за зареждане на някои електронни устройства).

За да опростите схемата, можете да приложите чип MAX 757, който е оборудван с отделен изход за обратна връзка.

Това съответства на датчиците интерфейс тип USB тип А. Но ако това се предполага, че за да свържете USB-устройство, последователността на диоди верига за обратна връзка на 2-ри етап е по-добре да се премахне, че се връща на изходното напрежение до нивото на 5 V.

Вариации по темата ...

За да се създаде достатъчен температурен градиент, двете повърхности трябва да са оборудвани с радиални радиатори.

На повърхността от страната на пламъка радиаторът трябва да има разширена площ и перките му трябва да бъдат монтирани хоризонтално.

На противоположната страна на елемента е монтиран по-малък радиатор и неговата перка е вертикална.

Видео по темата