Doprinos A. F.

Seebeckov efekt već se dugo koristi za proizvodnju električne energije malih razmjera. Prije pojave solarnih panela, ovo je bio prilično uobičajen način da se dobije barem nešto električne energije. Mnogi se još sjećaju takozvane “partizanske” kuglice. Uz pomoć takvog lonca bilo je moguće napajati radio stanicu. Lonac s vodom stavljen je na vatru. Termoparovi su postavljeni unutar dna posude. Zbog protoka topline iz vatre u vodu kroz termoparove, korisnik je dobio električnu struju.
Moderni analog "partizanske" kugle:

Termoelektrični "gerilski" lonac

Svojedobno su bile u širokoj uporabi i petrolejske lampe sličnog učinka s električnom snagom od oko 5 W.
Kerozinska svjetiljka s ugrađenim termoelektričnim generatorom:

Kerozinska termoelektrična svjetiljka

Trenutno, desetljećima kasnije, slične proizvode počele su proizvoditi i kineske i američke tvrtke. Međutim, oni imaju značajan nedostatak. Termoelektrični moduli koji se tamo koriste proizvedeni su tehnologijom Peltierovih elemenata, a ne tehnologijom Seebeckovih termoelektričnih baterija. Zbog toga su ti proizvodi vrlo kratkotrajni.
S vremena na vrijeme čujete kako inventivni ljudi pokušavaju dobiti autonomnu struju nečim poput “pokrivanja peći Peltierovim elementima”. Međutim, ne uzimaju u obzir da nije dovoljno zagrijati termoelektrični modul. Potrebno je kroz njega proći što više topline. Odnosno, s jedne strane je učinkovit za grijanje, as druge vrlo učinkovit za hlađenje. A što je veća temperaturna razlika, to će se više postotka topline pretvoriti u električnu energiju. Možete kupiti keramičke termoelektrične module online, koji se prodaju kao generatorski termoelektrični moduli. Ali morate shvatiti da, kako bi takav termoelektrični modul pokazao najmanje 80% snage deklarirane na njemu, mora se hladiti stalnim protokom hladne vode kroz pažljivo prilagođenu aluminijsku ploču. Naravno, takvo hlađenje je malo vjerojatno u kućanskim uređajima. U svakom slučaju, životni vijek takvih termoelektričnih generatorskih modula je izuzetno nizak zbog neusklađenosti između tehnologija koje se koriste za njihovu proizvodnju i radnih uvjeta. Naime, velika temperaturna razlika u odnosu na Peltierove elemente. Generatorske module, koji su proizvedeni tehnologijom dizajniranom za dugotrajan rad u realnim uvjetima i uz visoku učinkovitost, možete vidjeti na našoj web stranici na stranici Termoelektrični generatorski modul.
Još jedan proizvod našeg razvoja, namijenjen svakodnevnoj uporabi. Ovo je peć na električnu energiju ili generatorska peć. Ovo je termoelektrični generator ugrađen u peć na kruta goriva. Dizajniran za grijanje s prirodnom cirkulacijom tekuće rashladne tekućine. Takva peć može potrošaču osigurati električnu energiju s vršnom električnom snagom do 2 kW (napon 220 V), kao i 5-7 kW toplinske energije.
Shema generatorske peći s termoelektričnim generatorom.

TEHNIČKE KARAKTERISTIKE GENERATORSKE PEĆI

Električna snaga na vrhu - 2 kW

Konstantna nazivna električna snaga - 150 W

Napon - 12 V i 220 V

Toplinska snaga - 5-7 kW

Grijanje - tekućina

Trošak - od 48.000 rubalja.

Postoji i opcija za plinsko gorivo. Razvili smo plinski kotao za grijanje s termoelektričnom proizvodnjom energije.
Shema rada termoelektričnog generatora - plinskog kotla za grijanje.

Pozdrav svima.
Predstavljam vam još jedan set za sastavljanje vizualnog pomagala za nastavu fizike, dio o elektricitetu ili samo model ventilatora s termoelektričnim generatorom. Sadrži elektromotor i izvor energije u obliku Peltierovog elementa. Ova vizualna pomoć pokazuje kako možete koristiti alternativne izvore energije i jednostavno proširuje vaše horizonte. Možete ga nazvati igračkom, ali s rezervom, jer se koristi topla voda. Dakle, za one koji su zainteresirani, molimo obratite se na mačku.

Prema Wikipediji, Peltierov element je termoelektrični pretvarač, čiji se princip rada temelji na Peltierovom efektu - pojavi temperaturne razlike kada teče električna struja. U literaturi na engleskom jeziku Peltierovi elementi označeni su TEC (od engleskog Thermoelectric Cooler - termoelektrični hladnjak).
Mnogi su već čuli za takve elemente, a neki su ih već koristili za svoje potrebe. Jasan primjer korištenja Peltierovog elementa je hladnjak vode u uredu. Ohlađena voda se dobiva pomoću Peltierovog elementa.
Ali u našem slučaju trebalo bi biti obrnuto. Iz ovog elementa moramo dobiti električnu energiju.
U ovom slučaju pomoći će nam učinak suprotan od Peltierovog efekta, nazvan Seebeckov efekt.
Seebeckov učinak je pojava EMF-a u zatvorenom električnom krugu koji se sastoji od serijski spojenih različitih vodiča, čiji su kontakti na različitim temperaturama. Seebeckov učinak ponekad se jednostavno naziva i termoelektrični učinak.
Jednostavno, kada se jedna strana elementa zagrijava ili hladi, stvara se električna energija. Upravo ovaj konstruktor je dizajniran za korištenje Seebeckovog efekta i njegovim sklapanjem ćemo dobiti termoelektrični generator.
Upečatljiv primjer termoelektričnog generatora koji je postao široko rasprostranjen u poslijeratnim godinama je termogenerator TGK-3:


Izvor topline i, usput, svjetlosti bila je obična petrolejska lampa. Razvijena rebra omogućila su najveću moguću temperaturnu razliku za proizvodnju električne energije.
Ranija verzija termogeneratora TG-1 korištena je tijekom Velikog domovinskog rata od 1943. u partizanskim formacijama i bila je dobra pomoć za baterije i automobilske generatore.

Partizanska kugla

Kad je počeo Veliki domovinski rat, fizičari Lenjingradskog instituta za fiziku i tehnologiju razvili su termoelektrični generator TG-1, poznat kao "partizanski lonac", posebno za partizane i diverzantske skupine bačene iza neprijateljskih linija. Rad na njegovom stvaranju vodio je jedan od Ioffeovih kolega, Jurij Maslakovets, koji se zainteresirao za termoelektrične pojave u poluvodičima još prije rata. TG-1 je doista izgledao kao kotao, napunjen je vodom i stavljen na vatru. Korišteni poluvodički materijali bili su spoj antimona s cinkom i konstantanom, legura na bazi bakra s dodatkom nikla i mangana. Temperaturna razlika između plamena vatre i vode dosegla je 300° i bila je dovoljna za stvaranje struje u termoelektričnom generatoru. Zbog toga su partizani napunili baterije svoje radio stanice. Snaga TG-1 dosegla je 10 vata. Generator je pušten u rad u ožujku 1943. u Istraživačkom institutu 627 s probnim pogonom br. 1.

Upoznali smo se sa svrhom i principom rada, a sada prijeđimo na naš dizajner.

Dostava i pakiranje:

Dostava transportnom tvrtkom u roku od 19 dana.


Nadala sam se da mi se s takvim pakiranjem ništa neće dogoditi.


Standardno pakiranje od dvostruke vreće s dijelovima ubačenim unutra.

Otvaranje paketa:
Baza od šperploče, nekoliko identičnih šipki. Neki od njih se koriste kao noge. Šipka za stalak. Zasun od polipropilena za pričvršćivanje elektromotora. Sam električni motor i tuba ljepila. Ova fotografija ne uključuje posudu s poklopcem za hladnu vodu. Više o ovome kasnije.


Čaša s poklopcem za toplu vodu. Izrađen od aluminija, dobro prenosi toplinu. Dimenzije 60x60 mm. Unutar stakla bila je skrivena elektrana kompleta - Peltier element s ugrađenim radijatorom. Kapacitet čaše je najmanje 100 mililitara.

upute:

Ne morate slijediti ove upute prilikom sastavljanja jer je mačka izgubila sve dijelove.

Malo katrana:

Iako je plastična kutija bila u zasebnoj vrećici, ipak je bila oštećena. Izvadio sam fragmente i zalijepio ih dikloroetanom. Ostali su tragovi, malo sam ih zagladio brusnim papirom.

Izvor električne energije - Peltierov element:
Nažalost, markacije ili nema, ili je bila, ali s druge strane.


Element se lijepi na radijator dimenzija 40x40x20 mm i ima 11 rebara.
Usput, sličan radijator može se dobiti iz mosta (sjever ili jug) stare matične ploče.


Zanimljiv detalj, ne podsjeća vas ni na što?


Da, ovo je držač polipropilenske cijevi od 1 inča. Međutim, s praskom se nosi s fiksiranjem elektromotora.


Elektromotor je jako slab. Radni napon 5 Volti.
100% isti se može dobiti rastavljanjem starog CD-Rom-a u kojem je motor zadužen za pomicanje ladice.


Ventilator je s 3 lopatice, promjera cca 55 mm. Klizi izravno na osovinu motora.
Iz nekog razloga podsjetio me na Carlsona, koji živi na krovu.


Ljepilo je ovaj put zapravo identificirano kao PVA. Nije smrznuto. Lijepi dobro i brzo.

Proces izrade:

Fiksiramo noge na podnožju. Instaliramo blok koji ograničava kretanje kupelji.
Kupku pričvrstimo dvostranom trakom, a zatim pričvrstimo dugačku šipku okomito na bazu. Zatim pomoću PVA ljepila pričvrstimo polipropilensku stezaljku s motorom s unaprijed instaliranim ventilatorom. Za pouzdanost, možete ga popraviti malim vijkom.
Električni dio - žice elektromotora po boji spajamo sa žicama Peltierovog elementa i izoliramo ih termoskupljajućom cijevi.
U ovom trenutku sklop se može smatrati završenim.

Za početak dizajnera potrebno je u prozirnu posudu uliti hladnu vodu do otprilike 2/3, spustiti radijator s rebrima prema dolje i na vrh staviti aluminijsku čašu u koju smo već ulili toplu vodu. Za bolji vizualni učinak, bolje je uliti kipuću vodu. U svakom slučaju, što je razlika u temperaturi veća, to će generator dati više snage motoru i veća će biti brzina ventilatora.

Kupka je pričvršćena na bazu pomoću PVA ljepila. Prema uputama, bilo je potrebno koristiti dvostranu traku. Ali budući da sam površinu obradio brusnim papirom, dobro je zalijepila. Nema potrebe za tlačnom šipkom.


Napravio sam malu grešku tijekom sastavljanja. Vijak je dodirivao pravokutni blok. Morao sam malo pomaknuti motor naprijed. Također, blok se nije mogao instalirati.

Pokušajmo. Ne radi! Lagani pritisak na lopaticu i ventilator brzo dobiva brzinu.


Naša temperatura je: 5 odnosno 72 stupnja Celzijusa.
U ovom slučaju, voltmetar pokazuje 0,8 volti. To je vrijednost pod opterećenjem u obliku elektromotora.


Tahometar je zabilježio najveću brzinu od oko 1400 u minuti.

Za bolji kontakt čašice s Peltier elementom koristila sam pastu koja provodi toplinu koju sam jednom kupila na Aliexpressu.


Uz njegovu upotrebu, nije potrebno gurati rotor ventilatora. Motor se okreće sam od sebe.
Možete malo povećati učinkovitost i poravnati dno šalice. Iako je utisnut i ne izgleda zgužvano, njegova se površina može poboljšati finim brusnim papirom i ravnom površinom.
Hura, sad radi samostalno i s manjom temperaturnom razlikom!
Želite više?! Upalite motor, brzina će se malo povećati. Također možete povećati temperaturnu razliku.

Video prikazuje sastavljeni raspored sa svih strana, kao iu radnom stanju.
Ostatak videa, počevši od 1:28, govori o sastavljanju.

Upozorenje:
Zbog upotrebe tople vode, vrlo je preporučljivo izvršiti probne radove pod nadzorom odrasle osobe.
Staklo napravljeno od aluminija može biti vruće kao i voda u njemu. Ili ga pokrijte samoljepljivim izolacijskim materijalom ili njime rukujte rukavicama ili kliještima.
Snaga motora je slaba, pa ako vam rotor udari po prstima, u redu je. Neće boljeti.

Zaključci:
Zanimljiv, jednostavan set. Možete zaokupiti svoje dijete navečer i proširiti mu horizonte. Ne može se svatko igrati igračkama na telefonu.
Drveni dijelovi su kvalitetno piljeni. Također nema neravnina. Drvo - lipa ili aspen.
Dizajner je namijenjen djeci od osnovne škole pa nadalje. Točnost i preciznost montaže ne utječe na konačni rezultat.
Preporučujem korištenje lemilice za lemljenje žica. Alternativa je uvijanje žica.
Poteškoće je izazvalo fiksiranje stupa na podnožje; ili je trebalo duže čekati da se ljepilo stegne ili koristiti vijak.

Platforma je prilično univerzalna. Umjesto Peltierovog elementa, možete koristiti, na primjer, fotoćelije ili napraviti reverzibilnu opciju - električni motor stvara električnu energiju i napaja, na primjer, LED.
Ili možete napraviti brod koristeći tijelo od pjene. Dobit ćete zračni čamac. Kao ljubitelj stola, ideja je teško izvediva.
Kao što ste primijetili, mnogi dijelovi mogu se nabaviti lokalno. Ostaje samo kupiti Peltier element i učiniti sve sami.
To je sve. Hvala na vašem vremenu.

Proizvod je dostavljen za pisanje recenzije od strane trgovine. Recenzija je objavljena u skladu s klauzulom 18 Pravila stranice.

Planiram kupiti +18 Dodaj u favorite Svidjela mi se recenzija +46 +69

Jeste li vidjeli balerinu? Ona se vrti i zasljepljuje joj oči. Uf!
Zaveži dinamo za nogu! Neka opskrbi strujom nerazvijena područja!
(A. Raikin)
Htio sam pisati o tome kako znanstvenici predlažu punjenje uređaja tijekom ekspedicija, koristeći posebne peći koje pretvaraju toplinu u električnu energiju. Na primjer, BioLite CampStove. Kompaktan, težak samo 1 kg i lako stane u ruksak. Cijena 129 dolara

Onda sam se sjetio Thermofora i njegove peći Indigirka, koja proizvodi snagu od 60 W na naponu od 12 volti.

Zatim smo pronašli još
Hatsuden-Nabe iz japanske TES NewEnergyCorporation. Ovo je posuda s USB priključkom i može pretvoriti inače izgubljenu toplinu u energiju za punjenje vašeg telefona (ili bilo koje druge USB naprave.

i opet, i opet, i...
Počeo sam dalje kopati i evo male priče o tome koliko je u naše vrijeme korisno "ponovno otkrivati" otkrića.

Početak 30-ih godina 20. stoljeća može se smatrati pravim preporodom termoelektriciteta i termoenergetike, a njegov inicijator je bio akademik A. I. Ioffe. Iznio je ideju da je uz pomoć poluvodiča moguće napraviti pravi korak prema pretvaranju toplinske (pa i sunčeve) energije u električnu. To je 1940. godine dovelo do stvaranja fotoćelije za pretvaranje svjetlosne energije u električnu energiju.

Prva praktična primjena poluvodičkih termoelemenata provedena je u SSSR-u tijekom Velikog Domovinskog rata pod izravnim vodstvom A.I. Ioffea. Bio je to sada već nadaleko poznati “partizanski lonac” - termički pretvarač na bazi termoelemenata od SbZn i konstantana. Temperaturna razlika između spojeva od 250-300°C osigurana je paljenjem vatre dok je temperatura hladnih spojeva stabilizirana kipućom vodom. Takav je uređaj, unatoč relativno niskoj učinkovitosti (1,5-2,0%), uspješno napajao niz prijenosnih partizanskih radio postaja. "Partizanski čajnik", kao i druga slična naprava, "čajnik", razvijao je električnu snagu od oko 10 vata.
Otprilike u isto vrijeme, evo ovog vrlo zabavnog uređaja. Na običnu kerozinsku svjetiljku instaliran je adapter koji je omogućio napajanje radio prijemnika, kao na fotografiji ili Iljičeve žarulje.

Nekad “nadaleko poznati, “partizanski kuglač”” danas je nepoznat gotovo nikome, baš kao ni akademik A.I. Ioffe. Jasno je da se sredinom prošlog stoljeća energetika razvijala tako brzo da se činilo da će još samo malo i plan elektrifikacije cijele zemlje dovesti do toga da se izlaz može pronaći iu gustom šuma.

Nažalost, država više nije kolač, plana nema, a gotovo cijela jedna industrija, nezasluženo zaboravljena, ponovno pronalazi svoju nišu. Nije jasno čemu ti povici o "izumljenom", "inovaciji" itd.?

o 1/ Naša fotografija prikazuje fizičare koji su sudjelovali u demagnetizaciji brodova u Sevastopolju. S desne strane je I. V. Kurchatov, u sredini je Yu. S. Lazurkin (sada doktor fizičkih i matematičkih znanosti, voditelj sektora Instituta za atomsku energiju nazvan po I. V. Kurchatovu,

Borac narodne milicije, profesor Lenjingradskog sveučilišta K. F. Ogorodnikov.

Dopisni član SSSR-a LI P. P. Kobeko, koji je u laboratoriju, na stroju za uvijanje, stvorio novu izolacijsku tvar - eskapon, koja je imala veliku obrambenu važnost.

Grupa lenjingradskih znanstvenika pod vodstvom akademika A.F. Ioffea stvorila je i izgradila "partizanski lonac" - termoelektrični generator - u jednoj od moskovskih tvornica. Razvio se “partizanski lonac”, kao i druga slična naprava – “čajnik”.

E. O. Paton (desno) na poligonu tijekom testiranja spremnika zavarenih njegovom metodom.

U sjedištu sovjetske zrakoplovne znanosti - Centralnom aerohidrodinamičkom institutu nazvanom po N. E. Zhukovsky. Na fotografiji (slijeva na desno): dopisni član Akademije Spider (sada akademik, predsjednik Akademije znanosti SSSR-a) M. V. Keldysh, dizajner zrakoplova S. V. Ilyushin i zaslužni

Akademik V. I. Vernadsky diktira svoje najnovije djelo.

Glavni kirurg Crvene armije N.N. Burdenko u jednoj od bolnica na prvoj liniji u prvim mjesecima Velikog domovinskog rata.

Moj sat fizičara

Dana 9. kolovoza 1941. znanstveni direktor jednog od laboratorija Fizičko-tehnološkog instituta, profesor (sada akademik) Anatolij Petrovič Aleksandrov i kasniji poznati znanstvenik i organizator znanosti Igor Vasiljevič Kurčatov, odletjeli su iz Lenjingrada u Sevastopolj. . U Sevastopolju su se uključili u rad na praktičnoj implementaciji metode razvijene u institutu za zaštitu brodova od magnetskih mina, koju je od početka srpnja provodila skupina znanstvenika i predstavnika mornarice.

Suština metode bila je demagnetizirati brod, točnije, kompenzirati vertikalnu komponentu vlastitog magnetskog polja. Upravo za tu komponentu su dizajnirani upaljač njemačkih magnetskih mina. Kompenzacija magnetskog polja provedena je pomoću namotaja smještenih po cijelom brodu, kroz koje je prolazila električna struja. Naknadno je za male brodove i podmornice razvijena jednostavnija metoda demagnetizacije bez namotaja.

Statistike su pokazale da demagnetiziranje brodova znatno smanjuje vjerojatnost da budu pogođeni magnetskim minama. Ubrzo su ti radovi dobili puno priznanje vojnih mornara. Niti jedan brod nije poslan na more bez "viza" znanstvenika - bez demagnetizacije i provjere zaostalog magnetskog polja.

Krajem kolovoza A. P. Aleksandrov napustio je Sevastopolj kako bi organizirao radove na demagnetizaciji brodova u Sjevernoj floti. I. V. Kurchatov ostao je vođa Sevastopoljske skupine. U studenom, na podmorničkoj plovećoj bazi Volga, grupa je prebačena iz opkoljenog Sevastopolja u Poti. Godine 1942. I.V.Kurchatov odlazi u Kazanj, gdje se u to vrijeme nalazio Lenjingradski institut za fiziku i tehnologiju, a 1943. predvodi tim znanstvenika koji su započeli razvoj sovjetskog nuklearnog oružja.

visoka termoEMF i niska toplinska vodljivost.

Početkom rata u Ioffeovom laboratoriju stvoren je "partizanski kotao" - termoelektrični generator za napajanje prijenosnih radio stanica. Bio je to lonac s termoparovima smještenim s vanjske strane dna. Njihovi zapaljivi spojevi bili su u vatri vatre, a hladni, pričvršćeni na dno lonca, hladili su se vodom ulivenom u nju.

Pažljiv odabir materijala i korištenje regeneracije sada su omogućili povećanje učinkovitosti termoelementa na 15%. Početkom stoljeća konvencionalne elektrane imale su ovu učinkovitost, a sada je ona više nego utrostručena. Trenutačno nema mjesta za termoelement u velikom energetskom sektoru. Ali postoji i mala energija. Za napajanje radiorelejne stanice na vrhu planine ili pomorske signalne plutače potrebno je nekoliko desetaka vata. Postoje i udaljena mjesta gdje žive ljudi kojima je potrebna struja i grijanje. U takvim slučajevima koriste se termoelementi koji se zagrijavaju plinom ili tekućim gorivom. Posebno je vrijedno što se ovi uređaji mogu smjestiti u mali podzemni bunker i ostaviti potpuno bez nadzora, samo jednom godišnje ili rjeđe za dopunu zaliha goriva. Zbog male snage, njegova potrošnja pri bilo kojoj učinkovitosti ispada prihvatljiva, a osim toga... nema izbora.

Liječnici su pronašli zanimljivu primjenu za termoelektrične generatore. Više od dva desetljeća tisuće ljudi nosi ugrađeni srčani stimulator smješten pod kožu. Izvor energije za njega je sićušna (veličine naprstka) baterija od stotina termoparova spojenih u seriju, koja se zagrijava raspadom bezopasnog izotopa. Jednostavna operacija zamjene izvodi se svakih 5 godina.

Electron se proizvodi u Japanu

Sat koji se napaja termoelementom iz topline ruke.

Nedavno je jedna talijanska tvrtka najavila početak rada na električnom automobilu s termoelektričnim generatorom. Ovaj izvor struje puno je lakši od baterija, tako da kilometraža termoelektričnog automobila neće biti manja od one konvencionalne. (Podsjetimo, električni automobili mogu prijeći ISO km s jednim punjenjem.) Vjeruje se da se raznim trikovima potrošnja goriva može učiniti prihvatljivom. Glavne prednosti novog tipa posade su apsolutno bezopasni ispuh, tiho kretanje, korištenje najjeftinijeg tekućeg (i po mogućnosti krutog) goriva te vrlo visoka pouzdanost.

Tridesetih godina prošlog stoljeća radovi na termoelementima koji su se odvijali u našoj zemlji bili su naširoko poznati. Vjerojatno je zato pisac G. Adamov u svom romanu “Tajna dvaju oceana” opisao podmornicu Pioneer, koja je dobivala energiju iz baterijskih kabela. Tako je nazvao termoelektrične generatore napravljene u obliku dugih kabela. Uz pomoć plutače, njihovi vrući spojevi su se podigli u gornje slojeve oceana, gdje temperatura doseže 20-25 °C, a hladni spojevi su ohlađeni dubokom morskom vodom temperature 1-2 °C. Tako je svoje baterije napunio fantastični “Pioneer”, barka koja može dati stotinjak bodova ispred sadašnjih nuklearnih.

Je li ovo stvarno? U tisku nema izvješća o izravnim eksperimentima ove vrste. Međutim, dogodilo se nešto zanimljivo. Stvoren je termoelektrični generator snage 1000 kW koji energiju proizvodi iz topline toplih podzemnih izvora. Temperaturna razlika između toplog i hladnog spoja je 23°C, kao iu oceanu, specifična težina je 6 kg po 1 kW - mnogo niža nego kod elektrana konvencionalnih podmornica. Jesmo li na pragu nove energetske revolucije, novog doba električne energije?