Peltier-Elemente oder freier Strom aus einem Feuer

Mit Hilfe einfacher Ger√§te k√∂nnen Sie den W√§rmeverlust durch Erhitzen von Luft oder Fl√ľssigkeiten nutzen. In diesem Artikel zeigen wir Ihnen, wie Sie die Abfallenergie von √Ėfen, Kesseln und offenen Feuerstellen nutzen k√∂nnen, indem Sie sie in kleinen elektrischen Gleichstrom umwandeln..

Peltier-Elemente oder freier Strom aus einem Feuer

Jeder chemische Prozess findet unter Freisetzung verschiedener Arten von Energie statt. Eine so starke Quelle wie die Verbrennung wurde schon immer verwendet. Es kann als primäre Wärme- und Lichtquelle bezeichnet werden. Fast alle Substanzen auf der Erde verbrennen, während sie Wärme und Licht in unterschiedlichen Mengen abgeben. Die Umwandlung von Wärmeenergie in elektrische Energie ist nicht schwierig, wenn Sie eine funktionierende Dampfturbine zur Hand haben, ähnlich der im BHKW installierten. Dies ist ein sperriges und komplexes Gerät, das wahrscheinlich keinen Platz im Heizraum eines Landhauses findet. Wir werden versuchen, von der Wärme zu profitieren, die durch Ofenheizung oder Wasserheizung erzeugt wird.

Der Peltier-Effekt ist das Ph√§nomen der Temperaturdifferenz, wenn Thermoelemente zweier verschiedener Leitertypen (p-Typ und n-Typ) interagieren, wenn ein Gleichstrom durch sie flie√üt. Der Seebeck-Effekt ist eine Folge des Peltier-Effekts, wenn beim Erhitzen eines der Thermoelemente ein elektrischer Strom erzeugt wird. Wir werden die Thermodynamik des Prozesses nicht im Detail beschreiben – diese Informationen, die schwer zu verstehen sind, sind leicht in Nachschlagewerken zu finden. Wir sind an dem Ergebnis und den Optionen f√ľr die praktische Anwendung interessiert..

Thermoelektrisches Moduldesign

Das thermoelektrische Modul (TEM) besteht aus mehreren Thermoelementen, die durch eine Kupferplatte miteinander verbunden sind. Das Thermoelementfeld wird zwischen zwei Keramikplatten geklebt. Ein solches Modul kann nur werkseitig montiert werden. Es ist jedoch m√∂glich, zu Hause mehrere TEMs f√ľr Ihre eigenen Bed√ľrfnisse zusammenzustellen. Peltier-Seebeck-Elemente sind in Fachgesch√§ften (und auf Websites), die technologische Ger√§te verkaufen, frei erh√§ltlich.

Wir sammeln TEM f√ľr 5 V.

Was du brauchst:

  • Peltier-Modul TEC1-12705 (40×40) – 2 Stk.;
  • Aufw√§rtswandler der konstanten Spannung EK-1674;
  • Duraluminiumplatte 3 mm dick;
  • Wassertank mit perfekt flachem Boden (Eimer);
  • Hei√ükleber;
  • L√∂tkolben.

Peltier-Elemente oder freier Strom aus einem Feuer

Wir schneiden zwei identische Platten aus einer Duraluminiumplatte heraus, etwas mehr als zwei nebeneinander liegende Module. Wir befestigen die Platten auf den Modulen auf beiden Seiten mit Schmelzkleber. Wir fixieren (hei√ü schmelzen) das resultierende „Sandwich“ am Boden des Eimers. Ein solches Design kann bereits in Brand gesetzt werden, aber wir werden am Ausgang unbrauchbare 1,5 V erhalten. Um die Eigenschaften zu verbessern, ben√∂tigen wir einen Aufw√§rtswandler, den wir in die Schaltung einl√∂ten. Dadurch wird die Spannung auf 5 V erh√∂ht, was bereits ausreicht, um ein Mobiltelefon aufzuladen..

Peltier-Elemente oder freier Strom aus einem Feuer

Beachtung! Der Konverter hat Abmessungen von 1,5 x 1,5 cm. Wenn keine Fachkenntnisse vorhanden sind, vertrauen Sie das Löten einem Spezialisten an.

Der Temperaturunterschied in unserem Design wird durch Erhitzen einer Seite (von einem Ofen oder einer Flamme) und Abk√ľhlen der anderen Seite (Wasser in einer Pfanne) erhalten. Je gr√∂√üer der Unterschied ist, desto effizienter arbeitet das Modul. Um im Mikrogeneratormodus zu arbeiten, ist daher eine relativ niedrige Wassertemperatur in der Pfanne erforderlich (es ist besser, sie regelm√§√üig auszutauschen). Um die begehrten 5 V zu erzeugen, reicht es aus, die Struktur mit einer brennenden Kerze auf ein Glas zu stellen.

Durch die proportionale Kombination von mehr Modulen erhalten wir ein effizienteres Stromerzeugungssystem. Dementsprechend erh√∂hen wir mit zunehmender Struktur den W√§rmetauscher proportional. In diesem Fall muss die zu k√ľhlende Oberfl√§che vollst√§ndig mit einem Wasserbeh√§lter bedeckt sein (die einfachste und kosteng√ľnstigste Option)..

Alles ist so einfach, dass sofort der Wunsch besteht, mehr Module zu einem System zusammenzubauen und 220 V aus dem Feuer zu erzeugen. Schlie√üen Sie dann eine √Ėlheizung oder eine Klimaanlage an. Ein solches einfaches System hat seine Nachteile, und das Hauptproblem ist die geringe Effizienz. Normalerweise √ľberschreitet diese Zahl 5% nicht. Dies f√ľhrt zu einer relativ geringen Stromst√§rke von 0,5 – 0,8 A und einer sehr geringen Leistung – bis zu 4 W..

F√ľr eine Pumpe oder Gl√ľhlampe ist dies vernachl√§ssigbar, aber v√∂llig ausreichend f√ľr:

  • Laden von Batterien bis zum Motorrad (in Optionen, die proportional zu den Anforderungen sind);
  • Betrieb von Leuchtdiodenlampen (LED);
  • Funkempf√§nger.

Im Winter arbeitet das System an einer Außenquelle so effizient wie möglich..

Die Materialkosten f√ľr die Montage eines thermoelektrischen Mikrogenerators f√ľr 5 V:

NamePreis, reiben.Hinweis
Peltier-Modul TEC1-12705 (40×40) * – 2 Stck..600Preis f√ľr 2 St√ľck.
Gleichspannungs-Aufwärtswandler EK-1674320
Duraluminium300Blatt f√ľr Eimerversion
Schmelzkleber Radial1502 ml
KelleeinhundertNeu
Insgesamt f√ľr Materialien1470

* – Dieses Artikelmodell wurde aus Preisgr√ľnden ausgew√§hlt. Das Angebot an TEMs von Zulieferfirmen ist recht breit, sodass Sie produktivere (bis zu 8 V) Modelle ausw√§hlen k√∂nnen (diese sind erheblich teurer)..

Fabrikprodukte dieses Designs erscheinen gerade erst zum Verkauf. Die Serienproduktion erfolgt in kleinen Mengen und das Sortiment ist klein. Die Kosten f√ľr einen solchen „Eimer“ beginnen bei 2500 Rubel.

Peltier-Elemente oder freier Strom aus einem Feuer

Ein Werksthermogenerator ist ein Ger√§t, das auf dem Peltier-Seebeck-Effekt basiert und direkt an einer beheizten Oberfl√§che befestigt werden kann. Von der oben beschriebenen Konstruktion unterscheidet es sich durch die Werkskonstruktion (was Zuverl√§ssigkeit bedeutet), das Fehlen eines fl√ľssigen W√§rmetauschers (anstelle dessen – Rippen zur Luftk√ľhlung) und einen h√∂heren Preis.

Peltier-Elemente oder freier Strom aus einem Feuer

Ein Standard-Fahrthermogenerator weist die folgenden Eigenschaften auf:

Stromspannung13,5 V.
Stromstärke0,16 A.
Leistung2,2 Watt
Gewicht1,6-2 kg
Gepanzertes KabelJa
√úberhitzungsschutzJa
Satz Standardanschl√ľsseJa
Abmessungen (ungefähr)150x150x200 mm
PreisAb 7000 reiben.

Wie Sie der Tabelle entnehmen k√∂nnen, sind Zuverl√§ssigkeit und N√ľtzlichkeit der Fabrik nicht billig. Es kann jedoch nicht gesagt werden, dass es der hausgemachten Version mit einem Eimer funktional √ľberlegen ist. Beeindruckende 13,5 Volt beschleunigen das Aufladen des Mobiltelefons, aber Sie m√ľssen auf der Wanderung 2 kg Gewicht mitnehmen, was angesichts der Gr√∂√üe des Ger√§ts ein unerschwinglicher Luxus ist. Und nat√ľrlich bringt der Preis zum Nachdenken. F√ľr diesen Betrag k√∂nnen Sie nicht einen „Thermobeimer“, sondern eine „Thermopfanne“ sammeln und Ihren Laptop ruhig aufladen. Und noch eine Nuance: Das Ger√§t muss bei Verwendung eines offenen Feuers immer noch auf einer Metallplatte befestigt werden.

Im Allgemeinen ist dies eine angenehme und bequeme Erg√§nzung f√ľr diejenigen, die keine Probleme mit Geld und freiem Platz im Kofferraum haben..

Energieofen

Bis heute ist ein Energieofen die Apotheose f√ľr den Einsatz von TEM im Alltag. Dies ist ein Fabrikprodukt, in der Tat ein Ofen-Ofen f√ľr jede Art von festem Brennstoff mit einem integrierten thermoelektrischen Modul. Ideal f√ľr Jagdh√ľtten, Sommerh√§user, abgelegene Winterquartiere und im Allgemeinen f√ľr jede Art von Leben fernab der Zivilisation. Entwickelt f√ľr den autonomen Gebrauch (ohne periphere K√ľhlk√∂rper), hat nur einen Herd und einen Kamin. Bietet Essenszubereitung. Die st√§rksten Peltier-Seebeck-Elemente sind in diesem Ofen installiert..

Peltier-Elemente oder freier Strom aus einem Feuer

Eigenschaften des Energieofens:

Ausgangsleistung25-50 W.
Ausgangsspannung12 in
Firebox-Volume30-60 Liter
Gewicht30-60 kg
Wärmekraft4-6 kW
StabilisatorJa
Werksanschl√ľsseJa
√úberhitzungsschutzJa
Preis23.000‚Äď40.000 Rubel.

Obwohl der Ofen tragbar ist, ist er sicherlich die „Schwergewichtsklasse“ unter den Haushaltsger√§ten. Der Aufgabenbereich des Energieofens ist jedoch recht breit – er kann sogar Autobatterien aufladen, ganze R√§ume mit LED-Lampen beleuchten. Sie findet einen Platz im Expeditionswagenzug und im Gel√§ndewagen, im Technikraum und auf dem Land. Mit anderen Worten, in diesem Fall haben wir immer eine W√§rmequelle dabei, es bleibt Kraftstoff zu finden.

In seiner Nische ist der Energieofen unersetzlich, obwohl die vom Hersteller angegebene Lebensdauer von 10 Jahren etwas alarmierend ist. Es ist zu beachten, dass wie beim Thermogenerator die Möglichkeit besteht, alle Teile bis zum Körper vorbeugend (oder im Notfall) auszutauschen.

Thermoelektrische Module sind √§u√üerst interessante Objekte. Neben den beschriebenen Anwendungen werden sie auch zur Wasser- und Klimatisierung eingesetzt. In diesem Fall wird dem gleichen Element ein Gleichstrom zugef√ľhrt, der „in die entgegengesetzte Richtung“ arbeitet – er k√ľhlt die Luft. Diese Technologie wird erfolgreich in Autoklimaanlagen und Wasserk√ľhlern, in der Automobilindustrie und bei der Herstellung von Mikroprozessoren eingesetzt. Wir werden diese Ger√§te im n√§chsten Artikel beschreiben..

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