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Vídeo: Elementos Peltier O Electricidad Gratis De Un Incendio
2024 Autor: Douglas Hoggarth | [email protected]. Última modificación: 2023-12-16 13:30
- Diseño de módulo termoeléctrico
- Recopilamos TEM por 5 V
- Horno de energía
Cualquier proceso químico tiene lugar con la liberación de varios tipos de energía. En todo momento se ha utilizado una fuente tan poderosa como la combustión. Se le puede llamar la principal fuente de calor y luz. Casi todas las sustancias de la Tierra arden, emitiendo calor y luz en diferentes cantidades. Convertir energía térmica en energía eléctrica no es difícil si tiene a mano una turbina de vapor en funcionamiento, similar a las instaladas en la CHP. Este es un dispositivo voluminoso y complejo, que es poco probable que encuentre un lugar en la sala de calderas de una casa de campo. Intentaremos aprovechar el calor generado por el calentamiento de la estufa o el calentamiento del agua.
El efecto Peltier es el fenómeno de la diferencia de temperatura cuando los termopares de dos tipos diferentes de conductores (tipo py tipo n) interactúan cuando una corriente continua pasa a través de ellos. El efecto Seebeck es consecuencia del efecto Peltier, cuando se genera una corriente eléctrica cuando se calienta uno de los termopares. No describiremos la termodinámica del proceso en detalle; esta información, que es difícil de entender, se puede encontrar fácilmente en la literatura de referencia. Nos interesa el resultado y las opciones para su uso práctico.
Diseño de módulo termoeléctrico
Un módulo termoeléctrico (TEM) consta de una pluralidad de termopares interconectados por una placa de cobre. El campo del termopar se pega entre dos placas de cerámica. Es posible ensamblar dicho módulo solo en la fábrica. Pero será posible ensamblar varios TEM para sus propias necesidades en casa. Los elementos Peltier-Seebeck están disponibles en tiendas especializadas (y sitios web) que venden equipos tecnológicos.
Recopilamos TEM por 5 V
Que necesitas:
- Módulo Peltier TEC1-12705 (40x40) - 2 uds.;
- convertidor elevador de tensión constante EK-1674;
- hoja de duraluminio de 3 mm de espesor;
- un tanque de agua con un fondo perfectamente plano (cubo);
- pegamento caliente;
- soldador.
Cortamos dos placas idénticas de una hoja de duraluminio, un poco más de dos módulos colocados uno al lado del otro. Fijamos las placas en los módulos en ambos lados con pegamento termofusible. Fijamos (derretimos en caliente) el "sándwich" resultante en el fondo del cubo. Tal diseño ya se puede prender fuego, pero obtendremos 1.5 V inútiles en la salida. Para mejorar las características, necesitamos un convertidor elevador, que soldamos al circuito. Aumentará el voltaje a 5 V, que es suficiente para cargar un teléfono móvil.
¡Atención! El convertidor tiene unas dimensiones de 1,5x1,5 cm. En ausencia de habilidades profesionales, confíe la soldadura a un especialista.
La diferencia de temperatura en nuestro diseño se obtiene calentando un lado (de un horno o llama) y enfriando el otro (agua en un cucharón). Por supuesto, cuanto mayor sea la diferencia, más eficiente funcionará el módulo. Por lo tanto, para operar en el modo de microgenerador, se requerirá una temperatura del agua relativamente baja en la cuchara (es mejor reemplazarla periódicamente). Para generar los codiciados 5 V, basta con poner la estructura sobre un vaso con una vela encendida.
Al combinar proporcionalmente más módulos, obtenemos un sistema de generación de energía más eficiente. En consecuencia, al aumentar la estructura, aumentamos proporcionalmente el intercambiador de calor. En este caso, la superficie a enfriar debe cubrirse completamente con un recipiente con agua (la opción más sencilla y asequible).
Todo es tan simple que inmediatamente surge el deseo de ensamblar más módulos en un sistema y generar 220 V del fuego. Y luego conecte un calentador de aceite o aire acondicionado. Un sistema tan simple tiene sus inconvenientes, y el principal es la baja eficiencia. Por lo general, esta cifra no supera el 5%. Esto conduce a una intensidad de corriente relativamente baja de 0,5 a 0,8 A y una potencia muy baja, hasta 4 W.
Para una bomba o una lámpara incandescente, esto es insignificante, pero suficiente para:
- carga de baterías hasta motocicleta (en versiones proporcionales a los requisitos);
- trabajos de lámparas de diodos emisores de luz (LED);
- radio receptor.
En invierno, el sistema, colocado en una fuente de calor ubicada en el exterior, funcionará de la manera más eficiente posible.
El costo de los materiales para ensamblar un microgenerador termoeléctrico para 5 V:
Nombre | precio, frotar. | Nota |
Módulo Peltier TEC1-12705 (40x40) * - 2 uds. | 600 | Precio por 2 uds. |
Convertidor elevador de voltaje CC EK-1674 | 320 | |
Duraluminio | 300 | Hoja para versión cubo |
Pegamento termofusible Radial | 150 | 2 ml |
Cucharón | 100 | Nuevo |
Total de materiales | 1470 |
* - este modelo de artículo fue seleccionado por razones de precio. La gama de TEM de las empresas proveedoras es bastante amplia, lo que le permite elegir modelos más eficientes (hasta 8 V) (son significativamente más caros).
Los productos de fábrica de este diseño apenas comienzan a aparecer a la venta. La producción en serie se lleva a cabo en pequeños lotes y la gama es pequeña. El costo de tal "cucharón" comienza en 2500 rublos.
Un termogenerador de fábrica es un dispositivo basado en el efecto Peltier-Seebeck, que se puede fijar directamente a una superficie calentada. Del diseño descrito anteriormente, se distingue por su diseño de fábrica (lo que significa confiabilidad), la ausencia de un intercambiador de calor líquido (en lugar de él, aletas para enfriamiento de aire) y un precio más alto.
Un termogenerador estándar de "viaje" tiene las siguientes características:
voltaje | 13,5 V |
Fuerza actual | 0,16 A |
Poder | 2,2 vatios |
El peso | 1,6-2 kg |
Cable blindado | si |
protección contra el sobrecalentamiento | si |
Conjunto de conectores estándar | si |
Dimensiones (aprox.) | 150x150x200 milímetro |
Precio | Desde 7000 frotar. |
Como puede ver en la tabla, la confiabilidad y la utilidad de fábrica no son baratas. Al mismo tiempo, no se puede decir que sea funcionalmente superior a la versión casera con cubo. Un impresionante 13.5 voltios acelerará la carga del teléfono celular, pero deberá llevar 2 kg de peso con usted en la caminata, lo cual es un lujo inasequible (dado el tamaño del dispositivo). Y, por supuesto, el precio te hace pensar. Por esta cantidad, puede recolectar no un "cubo térmico", sino una "bandeja térmica" y cargar tranquilamente su computadora portátil. Y un matiz más: el dispositivo aún requiere fijación en una placa de metal en caso de usar una llama abierta.
En general, esta es una adición agradable y conveniente para aquellos que no tienen problemas con el dinero y el espacio libre en el maletero.
Horno de energía
Hasta la fecha, un horno de energía es la apoteosis del uso de TEM en la vida diaria. Se trata de un producto de fábrica, de hecho una estufa-estufa, para cualquier tipo de combustible sólido con módulo termoeléctrico integrado. Ideal para pabellones de caza, casas de verano, zonas de invernada remotas y en general cualquier tipo de vida alejada de la civilización. Diseñado para uso autónomo (sin disipadores de calor periféricos), tiene solo un hogar y chimenea. Proporciona preparación de alimentos. Los elementos Peltier-Seebeck más potentes están instalados en este horno.
Características del horno de energía:
potencia de salida | 25-50 W |
Tensión de salida | 12 pulg |
Volumen de la caja de fuego | 30-60 litros |
El peso | 30-60 kilogramos |
Energía térmica | 4-6 kW |
Estabilizador | si |
Conectores de fábrica | si |
protección contra el sobrecalentamiento | si |
Precio | 23.000-40.000 rublos. |
Aunque el horno es portátil, definitivamente es la "categoría de peso pesado" entre los electrodomésticos. Sin embargo, la gama de tareas para un horno de energía es bastante amplia: incluso puede cargar baterías de automóviles e iluminar habitaciones enteras con lámparas LED. Ella encontrará un lugar en la caravana de expedición y en el vehículo todo terreno de caza, en la sala técnica y en el campo. En otras palabras, en este caso siempre tenemos una fuente de calor con nosotros, queda por encontrar combustible.
En su nicho, el horno de energía es insustituible, aunque la vida útil declarada por el fabricante: 10 años es un poco alarmante. Cabe señalar que, al igual que en el termogenerador, existe la posibilidad de sustitución preventiva (o de emergencia) de todas las partes hasta el cuerpo.
Los módulos termoeléctricos son objetos de gran interés. Además de las aplicaciones descritas, también se utilizan para agua y aire acondicionado. En este caso, se suministra una corriente continua al mismo elemento y funciona "en la dirección opuesta": enfría el aire. Esta tecnología se aplica con éxito en aires acondicionados y enfriadores de agua de automóviles, en la industria automotriz y en la fabricación de microprocesadores. Describiremos estos dispositivos en el próximo artículo.
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