Peltier modülü: teknik özellikler. İpuçları: Bedava Elektrik Nasıl Yaratılır

Termal dönüştürücü (Peltier modülü), bir termokuplun hareketine zıt prensipte çalışır - bir elektrik akımı akarken bir sıcaklık farkının görünümü.

Peltier elemanı nasıl çalışır?

Çalışma prensibi, temastan önce ve sonra elektronların enerji akışı içinden geçtiğinde farklı malzemelerin temas anında ısıyı serbest bırakmak veya emmek olan Peltier modülünü kullanmak oldukça basittir. Çıkışta daha az ise, orada ısı üretiliyor demektir. Temas halindeki elektronlar bir elektrik alanı tarafından yavaşlatıldığında, kinetik enerjiyi kristal kafese aktararak onu ısıtırlar. Hızlanırlarsa, ısı emilir. Bunun nedeni, enerjinin bir kısmının kristal kafesten alınması ve soğumasının gerçekleşmesidir.

Büyük ölçüde, bu fenomen, yüklerdeki büyük farkla açıklanan yarı iletkenlerde doğaldır.

Uygulaması incelememizin konusu olan Peltier modülü, termoelektrik soğutma cihazları (TEM) oluşturmak için kullanılmaktadır. Bunların en basiti, bakır kontaklarla seri bağlanmış iki p ve n tipi yarı iletkenden oluşur.

Elektronlar, metal bir köprü ile ilk bağlantıda "p" yarı iletkeninden "n" ye hareket ederse, enerji salınımı ile yeniden birleşirler. Yarı iletken "p" den bakır iletkene bir sonraki geçişe, bir elektrik alanı ile temas yoluyla elektronların "çekilmesi" eşlik eder. Bu işlem enerjiyi emer ve temas çevresindeki alanı soğutur. Sonraki geçişlerde işlemler aynı şekilde gerçekleşir.

Isıtılmış ve soğutulmuş kontaklar farklı paralel düzlemlerde konumlandırıldığında, yöntemin pratik bir uygulaması elde edilecektir. Yarı iletkenler selenyum, bizmut, antimon veya tellürden yapılır. Peltier modülü, nitrür veya alümina seramik plakalar arasına yerleştirilmiş çok sayıda termokupl barındırır.

TEM verimliliğini etkileyen faktörler

• Mevcut güç.
• Termokupl sayısı (birkaç yüze kadar).
• Yarı iletken türleri.
• Soğutma hızı.

Düşük verim (%5-8) ve yüksek maliyet nedeniyle büyük değerlere ulaşmak henüz mümkün olmamıştır. TEM'in başarılı bir şekilde çalışması için, ısıtılan taraftan verimli ısı tahliyesinin sağlanması gereklidir. Bu, yöntemin pratik uygulamasında zorluklar yaratır. Polarite ters çevrilirse, soğuk ve sıcak taraflar birbiriyle ters çevrilir.

Modüllerin avantajları ve dezavantajları

Minyatür soğutma sistemleri gerektiren elektronik cihazların ortaya çıkmasıyla TEM ihtiyacı ortaya çıktı. Modüllerin avantajları aşağıdaki gibidir:

• kompaktlık;
• hareketli eklem eksikliği;
• Peltier modülünün çalışma prensibi polarite değişikliği ile tersine çevrilebilir;
• artan güç için kolay kademeli bağlantılar.

Modülün ana dezavantajı düşük verimliliğidir. Bu, gerekli soğutma etkisini elde ederken yüksek güç tüketiminde kendini gösterir. Ayrıca, yüksek bir maliyeti vardır.

TEM uygulaması

Peltier modülü esas olarak mikro devreleri ve küçük parçaları soğutmak için kullanılır. Askeri teçhizatın soğutma elemanları için temel atıldı:

• mikro devreler;
• kızılötesi dedektörler;
• lazer elemanları;
• kuvars jeneratörleri.

Peltier termoelektrik modülü yavaş yavaş ev aletlerinde kullanılmaya başlandı: buzdolapları, klimalar, jeneratörler ve termostatlar oluşturmak için. Ana amacı küçük nesneleri soğutmaktır.

CPU soğutma

Bilgisayarların ana bileşenleri sürekli olarak geliştirilmekte ve bu da ısı üretiminde bir artışa yol açmaktadır. Onlarla birlikte, modern kontrol araçlarıyla yenilikçi teknolojiler kullanılarak soğutma sistemleri geliştirilmektedir. Peltier modülü bu alanda öncelikle soğutma mikro devrelerinde ve diğer radyo bileşenlerinde uygulama bulmuştur. Geleneksel soğutucular artık mikroişlemcilerin zorunlu hız aşırtma modlarıyla baş edemez. Ve işlemcilerin frekansının artması performanslarının da artmasını mümkün kılıyor.

Fan hızını artırmak çok fazla gürültüye neden olur. Kombine bir soğutma sisteminde Peltier modülü kullanılarak ortadan kaldırılır. Bu sayede önde gelen şirketler, büyük talep görmeye başlayan verimli soğutma sistemlerinin üretimine hızla hakim oldular.

İşlemcilerden gelen ısı genellikle soğutucular tarafından çıkarılır. Hava akışı dışarıdan emilebilir veya sistem ünitesinin içinden gelebilir. Ana sorun, hava sıcaklığının bazen ısıyı uzaklaştırmak için yetersiz olmasıdır. Bu nedenle, sistem ünitesine giren hava akışını soğutmak için TEM kullanılmaya başlandı, böylece ısı değişiminin verimliliği arttı. Böylece, yerleşik klima, geleneksel bilgisayar soğutma sisteminin bir yardımcısıdır.

Modülün her iki tarafına alüminyum radyatörler monte edilmiştir. Soğuk plakanın yanından, işlemciye soğutma için hava pompalanır. Isıyı aldıktan sonra, başka bir fan onu modülün sıcak plakasının ısı emicisinden dışarı üfler.

Modern TEM, soğutma derecesinin işlemcinin ısınmasıyla orantılı olduğu bir sıcaklık sensörlü elektronik bir cihaz tarafından kontrol edilir.

İşlemcilerin soğutulmasını etkinleştirmek de bazı sorunlar yaratıyor.

1. Basit Peltier soğutma modülleri sürekli çalışma için tasarlanmıştır. Daha düşük güç tüketimi, kalıbın aşırı soğumasına ve ardından işlemcinin donmasına neden olabilecek ısı oluşumunu da azaltır.
2. Soğutucu ve buzdolabının çalışması uygun şekilde koordine edilmezse, soğutma yerine ısıtma moduna geçebilir. Ek ısı, işlemcinin aşırı ısınmasına neden olur.

Bu nedenle, modern işlemciler, modüllerin çalışmasını kontrol eden gelişmiş soğutma teknolojilerine ihtiyaç duyar. Çalışma modlarındaki bu tür değişiklikler, yoğun soğutma gerektiren video kartlarında meydana gelmez. Bu nedenle TEM onlar için idealdir.

DIY oto buzdolabı

Geçen yüzyılın ortalarında, yerli sanayi, Peltier etkisine dayalı olarak küçük boyutlu buzdolaplarının üretiminde ustalaşmaya çalıştı. O zamanın mevcut teknolojileri buna izin vermedi. Şimdi yüksek fiyat ana caydırıcıdır, ancak girişimler devam etmektedir ve burada başarı zaten elde edilmiştir.

Termoelektrik cihazların yaygın üretimi, otomobillerde kullanıma uygun, kendi ellerinizle küçük bir buzdolabı oluşturmanıza olanak tanır. Temeli, aşağıdaki şekilde yapılan bir "sandviç" dir.

1. Üst radyatöre KPT-8 tipi bir ısı ileten macun tabakası uygulanır ve seramik yüzeyin bir tarafına bir Peltier modülü yapıştırılır.
2. Aynı şekilde alt taraftan da buzdolabı bölmesine yerleştirilmek üzere tasarlanmış bir radyatör daha takılmıştır.
3. Tüm cihaz 4-5 saat içinde sıkıca sıkıştırılır ve kurutulur.
4. Soğutucular her iki radyatöre de monte edilmiştir: üstteki ısıyı uzaklaştıracak ve alt kısım buzdolabı odasındaki sıcaklığı eşitleyecektir.

Buzdolabının gövdesi, içinde ısı yalıtımlı bir conta ile yapılmıştır. Sıkıca kapanması önemlidir. Bunu yapmak için normal bir plastik alet kutusu kullanabilirsiniz.

Araç sisteminden 12V güç sağlanmaktadır. Bir güç kaynağı ile 220 V AC şebekeden de yapılabilir. AC-DC dönüştürme devresi en basitidir. Bir doğrultucu köprü ve bir dalgalanma yumuşatma kondansatörü içerir. Bu durumda çıkışta nominal değerin %5'ini geçmemeleri önemlidir, aksi takdirde cihazın verimi düşer. Modülün renkli tellerden yapılmış iki terminali vardır. "Artı" her zaman kırmızıya, "eksi" siyaha bağlanır.

TEM'in gücü kutunun hacmine karşılık gelmelidir. İşaretin ilk 3 hanesi, modül içindeki (49-127 ve daha fazla) yarı iletken mikro element çiftlerinin sayısını gösterir. işaretin son iki basamağı ile ifade edilir (3'ten 15 A'ya kadar). Güç yeterli değilse, radyatörlere başka bir modül yapıştırmanız gerekir.

Not! Akım, elemanın gücünü aşarsa, her iki tarafta da ısınır ve hızlı bir şekilde arızalanır.

Peltier modülü: elektrik enerjisi üreteci

TEM elektrik üretmek için kullanılabilir. Bunu yapmak için plakalar arasında bir sıcaklık farkı oluşturmanız gerekir ve aralarında bulunan termokupllar bir elektrik akımı üretecektir.

Pratik kullanım için en az 5 V'luk bir TEM'e ihtiyacınız var. O zaman onun yardımıyla bir cep telefonunu şarj etmek mümkün olacak. Peltier modülünün düşük verimliliği nedeniyle, bir DC voltaj yükseltici dönüştürücü gereklidir. Jeneratörü oluşturmak için ihtiyacınız olacak:

• 40x40 mm plaka boyutuna sahip 2 Peltier modülü TES1-12705;
• EK-1674 dönüştürücü;
• 3 mm kalınlığında alüminyum levhalar;
• su için bir kap;
• ısıya dayanıklı yapıştırıcı.

Yapıştırıcı üzerinde plakalar arasına iki modül yerleştirilir ve ardından tüm yapı tava tabanına sabitlenir. İçini suyla doldurup ateşe verirseniz, yaklaşık 1,5 V'luk bir EMF oluşturan gerekli sıcaklık farkını elde edersiniz. Modülleri bir yükseltici dönüştürücüye bağlayarak, şarj etmek için gereken voltajı 5 V'a yükseltebilirsiniz. telefon bataryası.

Su ve alt ısıtılan plaka arasındaki sıcaklık farkı ne kadar büyük olursa, jeneratör o kadar verimli olur. Bu nedenle, suyun ısınmasını farklı şekillerde azaltmaya çalışmak gerekir: akmasını sağlamak, daha sık tatlı su ile değiştirmek vb. Sıcaklık farkını artırmanın etkili bir yolu, modüllerin kademeli olarak açılmasıdır. katmanlar halinde üst üste bindirildiğinde. Cihazın genel boyutlarının arttırılması, plakalar arasına daha fazla elemanın yerleştirilmesine ve böylece toplam gücün artmasına izin verir.

Jeneratörün kapasitesi, küçük pilleri şarj etmek, LED lambaları veya bir radyo alıcısını çalıştırmak için yeterli olacaktır. Not! Termojeneratörler oluşturmak için 300-400 0 С'de çalışabilen modüllere ihtiyacınız olacak! Gerisi sadece deneme testleri için uygundur.

Diğer alternatif elektrik üretme yollarından farklı olarak, katalitik ısıtıcı gibi bir şey yaratırsanız, sürüş sırasında çalışabilirler.

Yerli Peltier modülleri

Kendi üretiminin TEM'leri çok uzun zaman önce piyasada ortaya çıktı. Son derece güvenilirdirler ve iyi performansa sahiptirler. Yoğun talep gören Peltier modülü 40x40 mm ölçülerindedir. Maksimum 6 A akım ve 15 V'a kadar gerilimler için tasarlanmıştır.

Yerli Peltier modülü küçük bir fiyata satın alınabilir. 85 W'da 60 0 C'lik bir sıcaklık düşüşü yaratır. Soğutucu ile birlikte 40 W'lık bir dağılan güç ile işlemciyi aşırı ısınmadan koruyabilir.

Önde gelen şirketlerden modüllerin özellikleri

Yabancı cihazlar piyasada daha fazla çeşitlilikte sunulmaktadır. Önde gelen şirketlerin işlemcilerini korumak için Peltier modülü, bir fan ile birlikte fiyatı 35 $ olan bir buzdolabı PAX56B olarak kullanılır.

30x30 mm boyutlarında, ayrılmış 25 watt güçle 63 0 С'den yüksek olmayan bir işlemci sıcaklığını korur. Güç kaynağı için 5 V'luk bir voltaj yeterlidir ve akım 1,5 A'yı geçmez.

Peltier PA6EXB modülü, işlemciyi soğutmak için çok uygundur ve 40 watt'lık bir güç kaybıyla normal sıcaklık koşulları sağlar. Modülünün alanı 40x40 mm'dir ve akım tüketimi 8 A'ya kadardır. Etkileyici boyutlara ek olarak - 60x60x52,5 mm (fan ile birlikte) - cihaz çevresinde boş alan gerektirir. Fiyatı 65 dolar.

Bir Peltier modülü kullanıldığında, teknik özellikleri soğutulan cihazların ihtiyaçlarına uygun olmalıdır. Çok düşük bir sıcaklığa sahip olmaları kabul edilemez. Bu, elektronikler için zararlı olabilecek nem yoğunlaşmasına yol açabilir.

Jeneratörlerin üretimi için modüller, sırasıyla 72 W ve 108 W - daha yüksek bir güçle ayırt edilir. Her zaman sıcak tarafa uygulanan işaretleriyle ayırt edilirler. Sıcak tarafın izin verilen maksimum sıcaklığı 150-160 0 C'dir. Plakalar arasındaki sıcaklık farkı ne kadar büyük olursa, çıkış voltajı o kadar yüksek olur. Cihaz maksimum 600 0 С sıcaklık farkında çalışır.

Bir Peltier modülünü ucuza satın alabilirsiniz - iyi araştırırsanız parça başına yaklaşık 10 $ veya daha az. Oldukça sık, satıcılar fiyatları önemli ölçüde şişirir, ancak bir indirimde satın alırsanız birkaç kat daha ucuza bulabilirsiniz.

Çözüm

Peltier etkisi günümüzde modern teknolojinin gerektirdiği küçük buzdolaplarının oluşturulmasında kullanılmaktadır. Sürecin tersine çevrilebilirliği, elektronik cihazların pillerini şarj etmek için talep edilen mikroelektrik santrallerinin üretilmesini mümkün kılar.

Diğer alternatif enerji kaynaklarından farklı olarak, katalitik ısıtıcı takılı olduğu takdirde sürüş sırasında çalıştırılabilirler.

Peltier elementi uzun zamandır dünya tarafından biliniyor. 18. yüzyılda, Fransız saatçi Jean-Charles Peltier, iki metalin sınırında yeni bir etki keşfetti: bizmut ve antimon. Akım uygulandığında buza dönüşen kontaklar arasına yerleştirilen bir su damlasının sıcaklığındaki keskin bir değişiklikten oluşuyordu. Bu özellik saatçi için yeni oldu, çünkü o ana kadar dünyadaki hiçbir bilim adamı materyallerinde böyle bir bilgi sunmamıştı.

Etki ilginç olmasına rağmen, yoğun soğutma gerektiren az miktarda elektronik ekipman nedeniyle o sırada pratik bir uygulama bulamadı. 2 yüzyıl sonra bilim insanının keşfini hatırladılar, çünkü bir ısıtma mikroişlemcisinin kristalinin yüksek kalitede soğutulmasını sağlayabilecek bir cihaz yapmaya acil bir ihtiyaç vardı.

Bu alanda yapılan çok sayıda çalışma ve çok sayıda pratik deney sonucunda bilim adamları, termoelektrik buharın hemen hemen her mikroişlemcinin normal çalışması için yeterince soğuk üretebileceğini bulmuşlardır. Ve küçük boyutları sayesinde, onları mikro devre kasalarına entegre etmeyi öğrendiler, böylece kendi dahili soğuk jeneratörlerini sağladılar.

Jean-Charles Pelte'nin keşfi, tüm mobil soğutma endüstrisi için büyük bir destek oldu. Bugün termoelektrik elemanın özelliği aşağıdaki teknikte kullanılır:

• taşınabilir buzdolapları;
• araba klimaları;
• taşınabilir soğutucular;
• kameralar, teleskoplar ve çok daha fazlası.

Mikroişlemcileri ve elektronik ekipmanın diğer elemanlarını soğutmak için aktif olarak kullanılırlar. Doğrudan soğutma etkisine ek olarak, çoğu kişi Peltier elementini jeneratör olarak kullanmaya başladı. Bunun bir örneği olabilir 3 element üzerinde el feneri.

Çok azı, komuta ile radyo iletişimi yapmak için askerlerin özel bir tencereyi ateşe koyduklarını ve çay demlediklerini, yulaf lapası ve diğer ev eşyalarını hazırladıklarını ve bu sırada gerekli bilgileri taşınabilir bir radyo istasyonu aracılığıyla ilettiklerini biliyorlar..

Kendi elinizle bir Peltier elemanı nasıl yapılır?

Birçoğu soruyla ilgileniyor, kendin yap Peltier öğesi nedir, evde nasıl yapılır? Bu, çeşitli madde ve malzemelerin son derece hassas ve ölçülü bir şekilde eklenmesini gerektirecektir. Böyle bir cihazı evde yapmak imkansızdır, çünkü metalleri işlemek için teknolojiye ve gerekli yöntemlere sahip olmanız gerekir. Ayrıca, aynı laboratuvarlarda, evde elde edilmesi imkansız olan oldukça saf malzemeler gereklidir. Bu nedenle, bir termoelektrik Peltier modülünün nasıl yapılacağı sorusu net bir şekilde cevaplanabilir. Mümkün değil. Ancak etkili bir soğutma sistemi kurmak için mevcut beceriler oldukça yeterlidir.

Diyotlardan Peltier elemanı yapmak

Ne yapılabileceğine dair bir görüş var diyot termoelektrik modülü... Mesele şu ki, her bir farklı yarı iletken çifti, p ve n iletkenliğine sahip iki malzemedir. Ve diyot sadece bu. Isıtma sırasında iletkenlikteki değişikliği tespit etmek için belirli elemanların seçilmesi gerekir. Ancak cihazın yüzeyinde düşük bir sıcaklık elde etmek için hiçbir diyot yardımcı olmaz. Yüksek akım uygulandığında sadece ısınma sağlanabilir.

Radyo amatörleri, bir sıcaklık sensörü olarak bir cam kasada düşük güçlü diyotlar kullanır. Bunları ters yönde bağlayıp ısınırken geçiş açılmaya ve ters yönde akım geçirmeye başlar. Ancak aynı zamanda elektrik üretmeyecektir.

Pelte elemanı nasıl çalışır?

Basitleştirilmiş bir formdaki bir Peltier termoelektrik modülü, bizmut, antimon, tellür veya selenyum olabilen farklı metallerden yapılmış bir çift plakadır. Aralarında farklı iletkenliğe sahip bir çift yarı iletken vardır n ve p -tipi. Hepsi farklı metallerden oluşur termoelektrik çiftler tek devrede seri bağlanır. Sonuç olarak, iki seramik plaka arasına yerleştirilmiş çok sayıda ayrı termokupldan bir tür matris oluşur.

Termokuplların oluşturduğu termoelektrik modül, tek bir küçük boyutlu kasada üretilmektedir. Bunları seri veya paralel bağlayarak, soğutma etkisinde veya elektrik enerjisi üretiminde bir artış elde etmek mümkündür. Soğutucu modda, matrisin pozitif terminali ilk çifte n tipi bir iletken ile bağlanır, negatif kontak p tipi iletkenlere bağlanır. Dış plakalar olarak alüminyum oksit ve nitrür bazlı özel seramikler kullanılmaktadır. Bu, hem yüksek hem de düşük sıcaklıklarda her iki tarafta da en iyi ısı dağılımı performansını sağlar.

Modüldeki termokupl sayısı hiçbir şeyle sınırlı değildir ve birkaç yüze kadar olabilir. Ne kadar çok olursa, soğutma etkisi o kadar iyi hissedilir. Peltier elemanının verimini artırmak için soğuk tarafına en büyük ısı transfer alanına sahip bir radyatör bağlanmıştır. Plakalar arasındaki sıcaklık farkı en az iki on derece olmalıdır.

Plakalara voltaj uygulandığında bir taraf ısınırken diğeri soğur. Besleme geriliminin polaritesi ters çevrildiğinde plakaların sıcaklığı yer yer değişir.

Karmaşıklık ve üretilebilirlik göz önüne alındığında, kendi elinizle bir termoelektrik eleman yapmak mümkün değildir. Ama yine de gelişmelerini sunan ustalar var. Etki gözlemlenir, ancak özel bir araştırma laboratuvarı olmadan verimliliği artırmak için onu elde etmek imkansızdır. Hatta bu konuyla ilgili adım adım kılavuzlu bir video bile bulabilirsiniz.

Peltier elemanının özellikleri

özelliklere bimetalik çiftlere dayalı elemanşunları içermelidir:

formül eşleme

Peltier etkisi, farklı iletkenliğe sahip iki metalin teması yoluyla akımın akışından oluşur. Sonuç olarak, akımın akış yönüne bağlı olarak ısı veya soğuk serbest bırakılır.

Kalıplaşmış bir ifadede Peltier etkisi şu şekilde tasvir edilebilir:

Q p = P12 j, burada P12 Peltier katsayısıdır... Gösterge, kullanılan metalin türüne, termoelektrik özelliklerine bağlıdır.

Avantajlara ek olarak, cihazda aşağıdakileri içermesi gereken bazı dezavantajlar ayırt edilebilir:

Düşük verimlilik. Önemli bir sıcaklık farkı elde etmek için plakalara yeterince büyük bir akım sağlamak gerekir.

Isı enerjisinin verimli bir şekilde uzaklaştırılması için bir radyatör sağlanmalıdır.

Peltier elemanının jeneratör modu

Jacques-Charles Peltier'in keşfi, cihaz evrensel bir ısı ve soğuk jeneratörü olarak kullanılabildiğinden, kelimenin tam anlamıyla dünyayı alt üst etti. Bu işlevlere ek olarak, bir başka önemli etki daha kaydedildi - jeneratör modu. Cihazın sıcak tarafı ısıtılır ve soğuk tarafı soğutulursa, terminallerde bir potansiyel farkı oluşur ve devre kapatıldığında bir akım akmaya başlar.

Peltier eleman üreteci Bunu kendiniz yapabilirsiniz ve bu özel beceriler gerektirmez. Ancak Çinli geliştiriciler tarafından kullanılan malzemenin maksimum enerji elde etmenizi sağlayan ideal özelliklere sahip olmadığını anlamakta fayda var. Satışta aşağıdakiler için yeterli sayıda termoelektrik modül bulunmaktadır:

• mobil cihazları şarj etme;
• LED aydınlatma için güç kaynağı;
• otonom bir radyo alıcısının imalatı ve diğer amaçlar.

Bu konuda, tüm aşamaların ayrıntılı bir açıklamasını içeren birçok video bulabilirsiniz. Bu nedenle, enerji üretmek için bir termoelektrik modül yapmak istiyorsanız, bu oldukça mümkündür.

İlk adım, özelliklerini dikkate alarak gerekli sayıda Peltier elemanı sipariş etmektir. Aynı e - Bay'de 10W'lık bir cihaz 15 dolar tutuyor. Ve bu akıllı telefonları şarj etmek için yeterli olacaktır. Ayrıca, verimli ısı dağılımı sağlamak için gereklidir. Bu amaçlar için doğal sirkülasyonlu bir sıvı soğutma sistemi tasarlayabilirsiniz. Ve sıcak tarafı, açık ateş dahil herhangi bir ısı kaynağıyla ısıtın. Sonuç olarak herhangi bir radyo amatörü yürüyüş, balık tutma veya yazlık gezilerde yanınıza alabileceğiniz muhteşem bir termoelektrik jeneratör yapabilir.

Bir standart hücre, küçük aydınlatma koşulları için yeterli olan 5V ve 1W güç üretir. Örneğin, elle ısıtılan bir el feneri yapmak için. 12 V'a kadar çıkış voltajına sahip hazır elemanlar.

Jeneratör modlu taşınabilir termoelektrik fırın

Bugün, Peltier elementine dayanan oldukça verimli bir termoelektrik jeneratörü kendi elinizle nasıl yapacağınızın birçok yolunu bulabilirsiniz. Onlardan biri olarak - ateş kutusu ile taşınabilir soba eski bir bilgisayar güç kaynağından. Termoelektrik Peltier elemanı, etkileyici boyutlarda bir radyatöre sahip termal macun aracılığıyla kasanın yanlarından birine yapıştırılmıştır. Böyle bir kurulum, uygun herhangi bir yerde ısınmanıza, yemek pişirmenize ve telefonunuzu şarj etmenize olanak tanır.

Birçok acemi elektrikçi, çok popüler bir soruyla ilgileniyor - elektriğin nasıl ücretsiz ve aynı zamanda özerk hale getirileceği. Çok sık, örneğin, kırsal alana çıkarken, telefonu şarj etmek veya lambayı açmak için feci bir priz eksikliği vardır. Bu durumda, Peltier elemanı temelinde monte edilmiş ev yapımı bir termoelektrik modül size yardımcı olacaktır. Böyle bir cihazın yardımıyla, cihazı şarj etmek ve bir lamba bağlamak için oldukça yeterli olan 5 Volt'a kadar voltajlı bir akım üretebilirsiniz. Daha sonra, resimlerde ve bir video örneği ile basit bir ana sınıf sağlayarak kendi elinizle bir termoelektrik jeneratörü nasıl yapacağınızı anlatacağız!

Kısaca eylem ilkesi hakkında

Gelecekte, ev yapımı bir termoelektrik jeneratörü monte ederken neden belirli parçalara ihtiyaç duyulduğunu anlamanız için, önce Peltier elemanının cihazı ve nasıl çalıştığı hakkında konuşalım. Bu modül, aşağıdaki resimde gösterildiği gibi seramik plakalar arasına seri bağlanmış termokupllardan oluşur.

Böyle bir devreden bir elektrik akımı geçtiğinde, Peltier etkisi meydana gelir - modülün bir tarafı ısınır ve diğeri soğur. Neden buna ihtiyacımız var? Ters sırada hareket ederseniz her şey çok basit: plakanın bir tarafını ısıtın ve diğerini soğutun, sırasıyla küçük voltaj ve akımdan elektrik üretebilirsiniz. Bu aşamada her şeyin açık olduğunu umuyoruz, bu yüzden kendi ellerimizle bir termoelektrik jeneratörün ne ve nasıl yapılacağını açıkça gösterecek ana sınıflara dönüyoruz.

Montaj atölyesi

Bu nedenle, internette bir fırın ve bir Peltier elemanına dayalı ev yapımı bir elektrik jeneratörünün montajı için çok ayrıntılı ve aynı zamanda basit talimatlar bulduk. Başlamak için aşağıdaki malzemeleri hazırlamanız gerekir:

• Doğrudan Peltier elemanının kendisi parametrelerle: maksimum akım 10 A, voltaj 15 Volt, boyutlar 40 * 40 * 3.4 mm. İşaretleme - TEC 1-12710.
• Bir bilgisayardan eski bir güç kaynağı (ondan sadece bir kasa gereklidir).
• Aşağıdaki özelliklere sahip voltaj sabitleyici: giriş voltajı 1-5 Volt, çıkış - 5 Volt. Bir termoelektrik jeneratörün montajı için bu talimatta, modern bir telefon veya tableti şarj etme işlemini basitleştirecek USB çıkışlı bir modül kullanılır.
• Radyatör. Fotoğrafta görüldüğü gibi soğutucu ile hemen işlemciden alabilirsiniz.
• Termal macun.

Tüm malzemeleri hazırladıktan sonra, cihazı kendiniz yapmaya devam edebilirsiniz. Bu nedenle, bir jeneratörü kendiniz nasıl yapacağınızı sizin için daha net hale getirmek için, resimler ve ayrıntılı bir açıklama ile adım adım bir ana sınıf sunuyoruz:

Termoelektrik jeneratör şu şekilde çalışır: Ocağın içindeki odunu doldurursunuz, ateşe verirsiniz ve plakanın bir tarafı ısınana kadar birkaç dakika beklersiniz. Telefonu şarj etmek için, farklı tarafların sıcaklıkları arasındaki farkın yaklaşık 100 ° C olması gerekir. Soğutma parçası (radyatör) ısınırsa, olası tüm yöntemlerle soğutulmalıdır - üzerine hafifçe su dökün, bir Üstüne bir bardak buz vb.

İşte ev yapımı odunla çalışan bir elektrik jeneratörünün nasıl çalıştığını açıkça gösteren bir video:

Ateşten elektrik üretmek

Peltier elemanlı ev yapımı bir termoelektrik jeneratörün ikinci versiyonunda gösterildiği gibi, soğuk tarafa bir bilgisayar fanı da takabilirsiniz:

Bu durumda soğutucu, jeneratör setinin gücünün küçük bir kısmını tüketecek, ancak sonuçta sistem daha yüksek bir verime sahip olacaktır. Peltier modülü, telefon şarjına ek olarak, bir jeneratör için eşit derecede faydalı bir seçenek olan LED'ler için bir güç kaynağı olarak kullanılabilir. Bu arada, ev yapımı bir termoelektrik jeneratörün ikinci versiyonu, görünüm ve tasarım açısından biraz benzer. Soğutma sistemi dışındaki tek yükseltme, sözde brülörün yüksekliğini ayarlama yeteneğidir. Bunun için, öğenin yazarı CD-ROM'un "gövdesini" kullanır (fotoğraflardan biri, yapıyı kendiniz nasıl yapabileceğinizi açıkça gösterir).

Bu tekniği kullanarak kendi elinizle bir termoelektrik jeneratör yaparsanız, çıkışta 8 Volt'a kadar voltaj olabilir, bu nedenle telefonu şarj etmek için sadece 5 V bırakacak bir dönüştürücü bağlamayı unutmayın. çıktı.

Bir ev için ev yapımı bir elektrik kaynağının son versiyonu aşağıdaki şema ile temsil edilebilir: bir eleman - iki alüminyum "tuğla", bir bakır boru (su soğutma) ve bir brülör. Sonuç, evde bedava elektrik üretmenizi sağlayan verimli bir jeneratör!

İnsanlar her zaman para biriktirmeye çalıştılar ve sürekli artan faturalar çağında bu hiç de şaşırtıcı değil. Bugün, bir kişinin kendisi için bedava elektriği ücretsiz alabilmesinin yolları zaten var. Kural olarak, bunlar bir elektrik jeneratörüne dayanan belirli kendin yap kurulumlarıdır.

Termoelektrik jeneratör ve cihazı

Termoelektrik jeneratör, ısıdan elektrik enerjisi üreten bir cihazdır. Düşük verimliliğe rağmen mükemmel bir buhar elektrik kaynağıdır.

Özünde, termoelektrik, sıvı veya katı iletkenlerde ısının elektriğe doğrudan dönüştürülmesi ve daha sonra bir elektrik akımı kullanılarak çeşitli iletkenlerin temasının ısıtılması ve soğutulmasının tersi işlemidir.

Isı jeneratörü cihazı:

• Bir ısı üreticisinin, her biri belirli sayıda elektrondan oluşan iki yarı iletkeni vardır;
• Ayrıca, üzerinde ısı iletebilen bir tabakanın bulunduğu bir iletken ile birbirine bağlanırlar;
• Kontakların aktarılması için bir termiyonik iletken de buna bağlanmıştır;
• Daha sonra soğutma katmanı, ardından kontakları iletkene giden yarı iletken gelir.

Ne yazık ki, bir ısı ve güç jeneratörü her zaman yüksek kapasitelerle çalışamaz, bu nedenle üretimde değil, esas olarak günlük yaşamda kullanılır.

Bugün, termoelektrik dönüştürücü neredeyse hiçbir yerde kullanılmamaktadır. Çok fazla kaynak "istiyor", ayrıca yer kaplıyor, ancak üretebileceği ve dönüştürebileceği voltaj ve akım çok küçük, bu da son derece kârsız.

Elektrik ve radyo dalgalarının güneş termal jeneratörü

Elektrik enerjisi kaynakları çok farklı olabilir. Günümüzde güneş termoelektrik jeneratörlerinin üretimi popülerlik kazanmaya başlamıştır. Bu tür kurulumlar deniz fenerlerinde, uzayda, arabalarda ve yaşamın diğer alanlarında kullanılabilir.

RTG (radyonüklid termoelektrik jeneratörü anlamına gelir) izotop enerjisini elektrik enerjisine dönüştürerek çalışır. Bu, neredeyse bedava elektrik elde etmenin çok ekonomik bir yoludur ve elektriğin yokluğunda aydınlatma imkanı.

RTG'nin özellikleri:

• İzotop bozunmalarından bir enerji kaynağı elde etmek, örneğin aynı şeyi bir brülörü veya bir gaz lambasını ısıtmaktan daha kolaydır;
• Elektrik üretimi ve parçacıkların çürümesi, özel izotopların varlığında mümkündür, çünkü çürüme süreci onlarca yıl sürebilir.

Böyle bir kurulumu kullanarak, eski ekipman modelleriyle çalışırken bir doz radyasyon alma riski olduğunu ve böyle bir cihazı elden çıkarmanın çok zor olduğunu anlamanız gerekir. Düzgün bir şekilde yok edilmezse, radyasyon bombası görevi görebilir.

Kurulumun üreticisini seçerken, kendini kanıtlamış firmalarda kalmak daha iyidir. Global, Altec (Altec), TGM (Tgm), Cryotherm, Termiona gibi.

Bu arada, bedava elektrik almanın bir başka iyi yolu da radyo dalgalarını toplamak için bir jeneratör. Düşük güçlü diyotların yanı sıra film ve elektrolitik kapasitör çiftlerinden oluşur. Anten olarak yaklaşık 10-20 metrelik yalıtılmış bir kablo alınır ve bir su veya gaz borusuna başka bir topraklama kablosu bağlanır.

Kendi elinizle bir Peltier elemanı nasıl yapılır

Yaygın bir Peltier elemanı, bir ağa bağlanmak için konektörlere sahip çeşitli metal parçalarından bir araya getirilen bir plakadır. Böyle bir plaka kendi içinden bir akım geçirir, bir tarafta ısınır (örneğin, 380 dereceye kadar) ve diğer tarafta soğuktan çalışır.

Böyle bir termojeneratör tam tersi bir ilkeye sahiptir:

• Bir taraf yakıt yakılarak ısıtılabilir (örneğin, bir odun veya başka bir hammadde üzerindeki ateş);
• Diğer taraf ise sıvı veya hava ısı eşanjörü ile soğutulur;
• Böylece teller üzerinde ihtiyacınıza göre kullanılabilecek akım üretilir.

Doğru, cihazın performansı çok iyi değil ve etkisi etkileyici değil, ancak yine de bu kadar basit bir ev yapımı modül telefonu şarj edebilir veya bir LED el feneri bağlayabilir.

Bu jeneratör elemanının avantajları vardır:

• Sessiz çalışma;
• Eldekileri kullanma yeteneği;
• Hafiflik ve taşınabilirlik.

Bu tür ev yapımı sobalar, geceyi ormanda ateşin yanında, toprağın armağanlarını kullanarak geçirmeyi sevenler ve ücretsiz elektrik almaktan hoşlanmayanlar arasında popülerlik kazanmaya başladı.

Peltier modülü ayrıca bilgisayar kartlarını soğutmak için de kullanılır: eleman karta bağlanır ve sıcaklık izin verilen sıcaklığın üzerine çıkar çıkmaz devreleri soğutmaya başlar. Bir yandan cihaza soğuk bir hava boşluğu, diğer yandan sıcak bir hava boşluğu girer. 50X50X4mm (270w) modeli popülerdir. Böyle bir cihazı bir mağazadan satın alabilir veya kendiniz yapabilirsiniz.

Bu arada, böyle bir elemana bir dengeleyici bağlamak, sadece bir termal modül değil, çıkışta ev aletleri için mükemmel bir şarj cihazı elde etmenizi sağlayacaktır.

Evde bir Peltier elemanı yapmak için şunları yapmanız gerekir:

• Bimetal iletkenler (yaklaşık 12 parça veya daha fazla);
• İki seramik tabak;
• Kablolar;
• Havya.

Üretim şeması aşağıdaki gibidir: iletkenler lehimlenir ve plakalar arasına yerleştirilir, ardından sıkıca sabitlenir. Bu durumda, daha sonra akım dönüştürücüye bağlanacak olan kabloları hatırlamanız gerekir.

Böyle bir elemanın kullanım kapsamı çok çeşitlidir. Bir tarafı soğumaya meyilli olduğundan, bu cihazın yardımıyla küçük bir seyahat buzdolabı veya örneğin bir otomatik klima yapabilirsiniz.

Ancak, herhangi bir cihaz gibi, bu termoelementin de artıları ve eksileri vardır. Artılar şunları içerir:

• Kompakt boyut;
• Soğutma veya ısıtma elemanları ile birlikte veya ayrı ayrı çalışabilme;
• Sessiz, neredeyse sessiz çalışma.

eksileri:

• Sıcaklık farkını kontrol etme ihtiyacı;
• Yüksek enerji tüketimi;
• Yüksek maliyetle düşük verimlilik seviyesi.

Basit ev yapımı jeneratör

Bu cihazların şu anda popüler olmamasına rağmen, şu anda bir elektrikli sobayı, seyahatte bir aydınlatma lambasını veya şarj durumunda yardımcı olabilecek bir ısı üreten üniteden daha pratik bir şey yoktur. bir cep telefonu bozulur, elektrikli cama güç vermek için. Bu tür elektrik, elektrik kesintisi durumunda evde de yardımcı olacaktır. Bir top için ücretsiz olarak elde edilebilir.

Bu nedenle, bir termoelektrik jeneratör yapmak için şunları hazırlamanız gerekir:

• Voltaj regülatörü;
• Havya;
• Herhangi bir vücut;
• Soğutma radyatörleri;
• Termal macun;
• Peltier ısıtma elemanları.

Cihazın montajı:

• İlk olarak, altta olmaması gereken cihazın gövdesi, altta hava için delikler ve üstte kap için bir stand ile yapılır (bu gerekli olmasa da, jeneratör su üzerinde çalışmayabilir) ;
• Daha sonra gövdeye bir Peltier elemanı, soğuk tarafına da termal macunla bir soğutma radyatörü takılır;
• Ardından stabilizatörü ve Peltier modülünü kutuplarına göre lehimlemeniz gerekir;
• Stabilizatör, nemin oraya girmemesi için çok iyi yalıtılmalıdır;
• Çalışmasını kontrol etmek için kalır.

Bu arada, radyatör almanın bir yolu yoksa, bunun yerine bir bilgisayar soğutucusu veya bir araba jeneratörü kullanabilirsiniz. Böyle bir değişiklikten korkunç bir şey olmayacak.

Stabilizatör, voltaj belirtilen değere ulaştığında ışık sinyali verecek bir diyot göstergesi ile satın alınabilir.

Böyle bir ısı üreticisi yaklaşık 30 saniye ısınır, ancak aynı zamanda tükettiği voltaj zaten birkaç volta ulaşır. Birkaç dakikalık ısınmadan sonra jeneratör kullanıma hazır olacaktır.

DIY termokupl: proses özellikleri

termokupl nedir? Termokupl, elektrik kontağı olan iki farklı elemandan oluşan bir elektrik devresidir.

Kenarlarında 100 derece sıcaklık farkı olan bir termokuplun termoEMF'si yaklaşık 1 mV'dir. Daha yüksek yapmak için, seri olarak birkaç termokupl bağlanabilir. TermoEMF'si, içerdiği termokuplların EMF'sinin toplam toplamına eşit olacak bir termopil alacaksınız.

Bir termokupl için üretim süreci aşağıdaki gibidir:

• İki farklı malzemenin güçlü bir bağlantısı oluşturulur;
• Bir voltaj kaynağı alınır (örneğin, bir araba aküsü) ve bir ucuna önceden bükülmüş farklı malzemelerden yapılmış teller bir demete bağlanır;
• Şu anda, diğer uca grafite bağlı bir kurşun getirmeniz gerekiyor (burada normal bir kurşun kalem çubuğu yapacak).

Bu arada yüksek voltaj altında çalışmamak güvenlik açısından çok önemli! Bu konudaki maksimum gösterge 40-50 Volt'tur. Ancak, 3 ila 5 kW arasında küçük güçlerle başlamak ve bunları kademeli olarak artırmak daha iyidir.

Bir termokupl yaratmanın bir "su" yolu da vardır. Gelecekteki yapının bağlı tellerinin, aralarında görünen bir ark deşarjı ile güçlü bir su ve tuz çözeltisi ile ısıtılmasını sağlamaktan oluşur. Böyle bir etkileşim sürecinde, "su" buharları malzemeleri bir arada tutar, bundan sonra termokupl hazır kabul edilebilir. Bu durumda ürünün kablo demetinin çapının ne olduğu önemlidir. Çok büyük olmamalı.

Kendi elinizle bedava elektrik (video)

Bedava elektrik elde etmek göründüğü kadar zor değil. Farklı kaynaklarla çalışan çeşitli jeneratör türleri sayesinde, elektrik kesintisi sırasında ışıksız kalmak artık korkutucu değil. Biraz beceri ve zaten hazır elektrik üretmek için kendi mini istasyonunuz var.

Biraz teori.

Tek eleman termoelektrik modül (TEM) p ve n tipi iletkenliğe sahip iki farklı elemandan oluşan bir termokupldur. Elemanlar birbirine bakır bağlantı plakası ile bağlanır. Bizmut, tellür, antimon ve selenyum bazlı yarı iletkenler geleneksel olarak elementlerin malzemesi olarak kullanılır.

Termoelektrik modül (Peltier elemanı) genellikle seri olarak elektriksel olarak bağlı termokupllar topluluğudur. Standart bir termoelektrik modülde, alüminyum oksit veya nitrür bazlı iki düz seramik plaka arasına termokupllar yerleştirilir. Termokuplların sayısı geniş bir aralıkta değişebilir - birimden yüzlerce çifte kadar, bu da neredeyse her soğutma kapasitesine sahip bir TEM oluşturmayı mümkün kılar - onda birinden yüzlerce watt'a kadar.

Termoelektrik modülden doğrudan bir elektrik akımı geçtiğinde, yanları arasında bir sıcaklık farkı oluşur - bir taraf (soğuk) soğutulur ve diğeri (sıcak) ısıtılır. TEM'in sıcak tarafından örneğin radyatör kullanılarak verimli bir ısı tahliyesi sağlanırsa, soğuk tarafta ortam sıcaklığından onlarca derece daha düşük bir sıcaklık elde edebilirsiniz. Soğutma derecesi akım miktarı ile orantılı olacaktır. Akımın polaritesi tersine çevrildiğinde, sıcak ve soğuk taraflar ters çevrilir.

Uygulama.

Pelte elemanları soğutma sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak pek çok insan diğer özelliklerini bilmiyor - enerji üretmek. Bu laboratuvar çalışması, bu yeteneklerin araştırılmasına ayrılmıştır.

50*50 mm eleman, iki alüminyum çubuk arasına monte edilmiştir. Daha önce yüzeyleri KPT macun ile kaplanmış ve yağlanmıştır. Su soğutması için içinden bir bakır borunun geçtiği çubuklardan birinde delikler açılmıştır. İşte olanlar:

Suyu soğutucuya bir tarafa bağlarız Peltier elemanı ve diğerini brülöre koyun. Elemanın çıkışına 10W 6 voltluk bir ampul bağladık. Sonuç - jeneratörümüz çalışıyor!

Deneyimler, Peltier elementinin iyi elektrik ürettiğini kanıtlıyor. Işık oldukça parlak, voltaj yaklaşık 4,5 volt.

160 dereceye kadar ısıtma optimal değildi, 120 derecede sonuç sadece %10 daha kötüydü.

Çıkıştaki soğutucu sıcaklığı on derece, girişte bir derece daha azdır. Bu sonuçlara bakılırsa, soğutma için suya çok da gerek yok...

yardım ile Peltier elemanları bir keşif gezisinde, bir kamp gezisinde, bir kış avında, tek kelimeyle, ihtiyacınız olan her yerde elektriği alabilirsiniz. Doğal olarak, yakacak odun veya parlak bir güneşin varlığında, iyi ve kesinlikle ustalık.

Bir termoelektrik modül kullanma.

Böyle bir termoelektrik jeneratör, Sovyet devlet çiftliklerini ve kollektif çiftlikleri hatırlayanlar tarafından iyi hatırlanır. Savaş sırasında Almanların, partizanların kuşatılmış bir ormandan uzun süre radyo yayınları nasıl yayınladıklarını anlayamadıklarını söylüyorlar.

Evet, dedikleri gibi - bilim adamlarımıza para ödenmiş olsaydı, 85'te iphone'u icat ederlerdi! :-)

Termoelektrik buzdolabı

Termoelektrik buzdolabı (seçenek 2)

Termoelektrik buzdolabı (seçenek 3)

Konserve içecek soğutucusu

İçme suyu soğutucusu

KAMAZ kabin için termoelektrik klima

Böyle bir "potaya" su dökülür, ateşe verilir ve lütfen cep telefonunuzu şarj edin. Bütün sır, Peltier'in "gömüldüğü" günde

Gelin bu tasarıma daha yakından bakalım.

Şu anda, ev aletlerinde termoelektrik jeneratör modüllerinin kullanımına artan bir ilgi var. Her şeyden önce, bu, düşük güç tüketen elektrik - radyolar, cep ve uydu telefonları, dizüstü bilgisayarlar, otomasyon cihazları vb. mevcut ısı kaynaklarından. Dönen, sürtünen ve diğer aşınan parçaların bulunmadığı bir termoelektrik jeneratör, herhangi bir ısı kaynağından doğrudan elektrik almanızı sağlar: içten yanmalı motorların egzoz gazları, jeotermal kaynaklardan gelen sıcak su, termik santrallerden gelen atık ısı, vb. . Birkaç watt'tan birkaç kilowatt'a kadar çeşitli güçlerde endüstriyel termoelektrik jeneratörlerin (TEG) oluşturulmasında kazanılan deneyimin rehberliğinde, KRYOTHERM IAP, nominal gücü 8 W olan ev tipi TEG'nin seri üretimine başladı. Yapısal olarak, jeneratör, altına IPF Cryotherm tarafından üretilen jeneratör modüllerinin monte edildiği, yaklaşık 1 litre iç hacme sahip bir alüminyum kova şeklinde yapılır.

Jeneratörün çalışması için gereken sıcaklık farkı, pota örneğin bir ateş alevi ile ısıtıldığında elde edilir. Pota içinde ısıtılan su, yemek pişirmek veya başka amaçlar için kullanılabilir. Bu jeneratör öncelikle kişisel iletişim ve navigasyon ekipmanı, aydınlatma vb. için pilleri şarj etmek için uzak, ulaşılması zor yerlerde kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Uzun süre merkezi güç kaynağı kaynaklarından uzak durmak zorunda kalan avcılar, turistler, denizciler, kurtarma ve özel hizmet çalışanları için vazgeçilmezdir.

Jeneratörün avantajları, düşük ağırlık ve hacim, yüksek spesifik üretilen güç, işlevsellik ve yüksek güvenilirliktir. Jeneratörün tasarımı, doğru kullanıldığında aşırı ısınma olasılığını ortadan kaldırır. Jeneratöre ek bir seçenek olarak 3V - 6V - 9V -12V aralığında kademeli voltaj regülatörü ve şarj cihazları için adaptörler sunulmaktadır.

EV TERMOELEKTRİK JENERATÖR 1TG-8

Veri Sayfası

Sıvısız ağırlık, kg, 0,55'ten fazla değil

Genel boyutlar, mm

sapsız 250х130х110? 123, h = 100