Bidrag av A. F.

Seebeckeffekten har använts för småskalig elproduktion under ganska lång tid. Före tillkomsten av solpaneler var detta ett ganska vanligt sätt att få åtminstone lite elektrisk kraft. Många minns fortfarande den så kallade "partisan" bowlerhatten. Med hjälp av en sådan gryta var det möjligt att driva en radiostation. En kastrull med vatten ställdes på elden. Termoelement installerades inuti botten av krukan. På grund av värmeflödet från elden till vattnet genom termoelement fick användaren en elektrisk ström.
En modern analog av "partisan" bowlerhatten:

Termoelektrisk "gerilla"-kruka

En gång i tiden användes även fotogenlampor med liknande effekt med en elektrisk effekt på cirka 5 W i stor utsträckning.
Fotogenlampa med en termoelektrisk generator installerad på den:

Termoelektrisk fotogenlampa

För närvarande, decennier senare, har liknande produkter börjat tillverkas av både kinesiska och amerikanska företag. Men de har en betydande nackdel. De termoelektriska modulerna som används där är tillverkade med Peltier-elementteknik och inte Seebecks termoelektriska batteriteknologi. Som ett resultat är dessa produkter mycket kortlivade.
Då och då hör du hur uppfinningsrika människor försöker få autonom elektricitet genom att "täcka ugnen med Peltier-element". De tar dock inte hänsyn till att det inte räcker med att värma den termoelektriska modulen. Det är nödvändigt att passera genom den så mycket värme som möjligt. Det vill säga att det å ena sidan är effektivt att värma, och å andra sidan är det väldigt effektivt att kyla. Och ju högre temperaturskillnad, desto mer procent av värmen kommer att omvandlas till el. Du kan köpa keramiska termoelektriska moduler online, som säljs som termoelektriska generatormoduler. Men du måste förstå att för att en sådan termoelektrisk modul ska visa minst 80% av effekten som deklareras på den, måste den kylas med ett konstant flöde av kallt vatten genom en noggrant justerad aluminiumplatta. Naturligtvis är sådan kylning osannolik i hushållsapparater. Och i alla fall är livslängden för sådana termoelektriska generatormoduler extremt låg på grund av skillnaden mellan de tekniker som används för deras produktion och driftsförhållandena. Nämligen en stor temperaturskillnad jämfört med Peltier-element. Generatormoduler, som tillverkas med hjälp av teknik designad för långvarig drift under verkliga förhållanden och med hög effektivitet, kan du se på vår hemsida på sidan för termoelektrisk generatormodul.
Ytterligare en produkt av vår utveckling, avsedd för dagligt bruk. Detta är en elektrisk energiugn eller en generatorugn. Detta är en termoelektrisk generator monterad i en fastbränslekamin. Designad för uppvärmning med naturlig cirkulation av flytande kylvätska. En sådan ugn kan förse konsumenten med el med en maximal elektrisk effekt på upp till 2 kW (spänning 220 V), såväl som 5-7 kW termisk energi.
Schematisk beskrivning av en generatorugn med en termoelektrisk generator.

TEKNISKA EGENSKAPER FÖR GENERATORUGNEN

Elektrisk effekt vid topp - 2 kW

Konstant nominell elektrisk effekt - 150 W

Spänning - 12 V och 220 V

Termisk effekt - 5-7 kW

Uppvärmning - vätska

Kostnad - från 48 000 rubel.

Det finns också ett alternativ för gasbränsle. Vi har utvecklat en gaspanna med termoelektrisk kraftgenerering.
System för drift av en termoelektrisk generator - gasvärmepanna.

Hej alla.
Jag presenterar för dig en annan uppsättning för att montera ett visuellt hjälpmedel för fysiklektioner, elavdelningen eller bara en modell av en fläkt med en termoelektrisk generator. Innehåller en elmotor och en kraftkälla i form av ett Peltier-element. Detta visuella hjälpmedel visar hur du kan använda alternativa energikällor och vidgar helt enkelt dina vyer. Du kan kalla det en leksak, men med reservation, eftersom varmvatten används. Så, för den som är intresserad, hänvisa till katten.

Enligt Wikipedia är ett Peltier-element en termoelektrisk omvandlare, vars funktionsprincip är baserad på Peltier-effekten - förekomsten av en temperaturskillnad när en elektrisk ström flyter. I engelskspråkig litteratur betecknas Peltier-element TEC (från engelska Thermoelectric Cooler - thermoelectric cooler).
Många har redan hört talas om sådana element, och vissa har redan använt dem för sina egna syften. Ett tydligt exempel på användningen av ett Peltier-element är en vattenkylare på ett kontor. Kylt vatten erhålls med hjälp av ett Peltier-element.
Men i vårt fall borde det vara tvärtom. Vi måste få elektricitet från detta element.
I det här fallet kommer den motsatta effekten av Peltier-effekten, kallad Seebeck-effekten, att hjälpa oss.
Seebeck-effekten är fenomenet med förekomsten av EMF i en sluten elektrisk krets bestående av seriekopplade olika ledare, vars kontakter har olika temperaturer. Seebeck-effekten kallas också ibland helt enkelt den termoelektriska effekten.
Helt enkelt, när en sida av elementet värms eller kyls, genereras elektricitet. Denna speciella konstruktör är designad för att använda Seebeck-effekten och genom att montera den får vi en termoelektrisk generator.
Ett slående exempel på en termoelektrisk generator som blev utbredd under efterkrigsåren är TGK-3 termogenerator:


Värmekällan och för övrigt ljus var en vanlig fotogenlampa. De utvecklade fenorna gav maximal temperaturskillnad för att generera elektricitet.
En tidigare version av termogeneratorn TG-1 användes under det stora fosterländska kriget från 1943 i partisanformationer och var till god hjälp för batterier och bilbaserade generatorer.

Partisan bowler hatt

När det stora fosterländska kriget började utvecklade fysiker vid Leningrad Institute of Physics and Technology den termoelektriska generatorn TG-1, känd som "partisanpotten", speciellt för partisaner och sabotagegrupper som kastades bakom fiendens linjer. Arbetet med att skapa dess leddes av en av Ioffes kollegor, Yuri Maslakovets, som blev intresserad av termoelektriska fenomen i halvledare redan före kriget. TG-1 såg verkligen ut som en kittel, fylldes med vatten och placerades på en eld. Halvledarmaterialen som användes var en förening av antimon med zink och konstantan, en kopparbaserad legering med tillsats av nickel och mangan. Temperaturskillnaden mellan eldslågan och vattnet nådde 300° och var tillräcklig för att generera ström i den termoelektriska generatorn. Som ett resultat laddade partisanerna batterierna i sin radiostation. Effekten hos TG-1 nådde 10 watt. Generatorn lanserades i mars 1943 vid forskningsinstitutet 627 med pilotanläggning nr 1.

Vi har blivit bekanta med syftet och funktionsprincipen, låt oss nu gå vidare till vår designer.

Leverans och paketering:

Leverans med transportföretag inom 19 dagar.


Jag hoppades att inget skulle hända mig med en sådan förpackning.


Standardförpackning från dubbelpåse med delar hällda inuti.

Öppna paketet:
Plywoodfot, flera identiska stänger. Några av dem används som ben. Bar för stativet. Polypropenspärr för att fästa elmotorn. Själva elmotorn och en tub med lim. Detta foto inkluderar inte en behållare med lock för kallt vatten. Mer om detta senare.


Ett glas med lock för varmt vatten. Tillverkad av aluminium, överför värme bra. Mått 60x60 mm. Kraftverket i uppsättningen var gömt inuti glaset - ett Peltier-element med en installerad radiator. Glasets kapacitet är minst 100 milliliter.

Instruktioner:

Du behöver inte följa dessa instruktioner när du monterar, eftersom katten har tappat alla delar.

Lite tjära:

Även om plastlådan låg i en separat påse var den fortfarande skadad. Jag tog ut fragmenten och limmade fast dem med dikloretan. Det fanns spår kvar, jag jämnade ut dem lite med sandpapper.

Elkälla - Peltier-element:
Tyvärr finns det antingen ingen markering, eller så fanns det en, men på andra sidan.


Elementet är limmat på en radiator som mäter 40x40x20 mm och har 11 fenor.
Förresten, en liknande radiator kan erhållas från bron (norr eller söder) på ett gammalt moderkort.


Intressant detalj, påminner inte dig om någonting?


Ja, detta är en 1-tums rörhållare av polypropen. Den klarar dock att fixa elmotorn med en smäll.


Elmotorn är mycket svag. Driftspänning 5 Volt.
100% av detsamma kan erhållas genom att plocka isär en gammal CD-Rom där motorn ansvarar för att flytta brickan.


Fläkten är 3-bladig, diameter ca 55 mm. Glider direkt på motoraxeln.
Av någon anledning påminde det mig om Carlson, som bor på taket.


Limmet den här gången identifieras faktiskt som PVA. Inte fryst. Limmar bra och snabbt.

Byggprocess:

Vi fixar benen på basen. Vi installerar ett block som begränsar badets rörelse.
Vi fixar badet med dubbelsidig tejp och fixerar sedan den långa stången vinkelrätt mot basen. Därefter, med PVA-lim, fixar vi polypropenklämman med en motor med en fläkt förinstallerad i den. För tillförlitlighet kan du fixa det med en liten skruv.
Elektrisk del - vi ansluter elmotorns ledningar efter färg med ledningarna i Peltier-elementet och isolerar dem med värmekrympbara slangar.
Vid denna tidpunkt kan monteringen anses vara färdig.

För att starta designern måste du hälla kallt vatten i en genomskinlig behållare ungefär 2/3 full, sänka kylaren med dess ribbor ner och placera en aluminiumkopp ovanpå som vi redan häller varmt vatten i. För en bättre visuell effekt är det bättre att hälla kokande vatten. I alla fall, ju större temperaturskillnaden är, desto mer kraft kommer generatorn att ge till motorn och desto högre blir fläkthastigheten.

Badet fästs på basen med PVA-lim. Enligt instruktionerna var det nödvändigt att använda dubbelhäftande tejp. Men eftersom jag behandlade ytan med sandpapper så fastnade det fint. Det behövs inget tryckstång.


Jag gjorde ett litet misstag under monteringen. Skruven rörde vid ett rektangulärt block. Jag var tvungen att flytta fram motorn lite. Blocket kunde inte heller installeras.

Låt oss försöka. Fungerar inte! Ett lätt tryck på bladet och fläkten tar snabbt fart.


Vår temperatur är: 5 respektive 72 grader Celsius.
I detta fall visar voltmetern 0,8 volt. Detta är värdet under belastning i form av en elmotor.


Varvräknaren registrerade en maxhastighet på cirka 1400 per minut.

För bättre kontakt av koppen med Peltier-elementet använde jag värmeledande pasta som jag köpte en gång på Aliexpress.


Med dess användning är det inte nödvändigt att trycka på fläkthjulet. Motorn snurrar upp av sig själv.
Du kan öka effektiviteten lite och jämna till botten av koppen. Även om den är stämplad och inte ser skrynklig ut, kan dess yta förbättras med fint sandpapper och en plan yta.
Hurra, nu fungerar det självständigt och med mindre temperaturskillnad!
Vill ha mer?! Kör motorn, varvtalet ökar lite. Du kan också öka temperaturskillnaden.

Videon visar den monterade layouten från alla sidor, såväl som i fungerande skick.
Resten av videon, som börjar 1:28, handlar om montering.

Varning:
På grund av användningen av varmt vatten är det starkt tillrådligt att utföra provkörningar under vuxen övervakning.
Ett glas av aluminium kan vara lika varmt som vattnet inuti. Täck den antingen med självhäftande isoleringsmaterial eller hantera den med handskar eller tång.
Motorkraften är svag, så om den träffar fingrarna med pumphjulet är det okej. Det kommer inte att skada.

Slutsatser:
Intressant, enkelt set. Du kan hålla ditt barn sysselsatt för kvällen och vidga hans vyer. Alla kan inte spela leksaker i telefonen.
Trädelar är högkvalitativa sågade. Det finns heller inga grader. Trä - lind eller asp.
Designern är designad för barn från grundskolan och uppåt. Noggrannheten och precisionen i monteringen påverkar inte det slutliga resultatet.
Jag rekommenderar att du använder en lödkolv för att löda ledningar. Ett alternativ är att tvinna ledningarna.
Svårigheter orsakades av att fästa kolonnen till basen, antingen fick man vänta längre på limmet att stelna eller använd en skruv.

Plattformen är ganska universell. Istället för ett Peltier-element kan du använda till exempel fotoceller eller göra ett reversibelt alternativ - en elmotor genererar el och driver till exempel en lysdiod.
Eller så kan du göra en båt med en skumkropp. Du får en luftbåt. Som bordsfantast är idén knappast genomförbar.
Som du märkte kan många delar erhållas lokalt. Allt som återstår är att köpa ett Peltier-element och göra allt själv.
Det är allt. Tack för din tid.

Produkten tillhandahålls för att skriva en recension av butiken. Granskningen publicerades i enlighet med paragraf 18 i webbplatsens regler.

Jag planerar att köpa +18 Lägg till i favoriter Jag gillade recensionen +46 +69

Har du sett ballerinan? Hon snurrar och får ögonen att blända. usch!
Knyt en dynamo på benet! Låt den ge el till underutvecklade områden!
(A. Raikin)
Jag ville skriva om hur forskare föreslår att ladda enheter under expeditioner, med hjälp av speciella kaminer som omvandlar värme till elektricitet. Till exempel BioLite CampStove. Kompakt, väger endast 1 kg och passar lätt i en ryggsäck. Pris 129$

Sedan kom jag ihåg Thermofor och dess Indigirka-spis, som ger en effekt på 60 W vid en spänning på 12 volt.

Sedan hittade vi mer
Hatsuden-Nabe från japanska TES NewEnergyCorporation. Detta är en panna med en USB-port, och den kan omvandla annars bortkastad värme till ström för att ladda din telefon (eller andra USB-prylar).

och igen, och igen, och...
Jag började gräva vidare och här är en liten historia om hur användbart det är i vår tid att "återupptäcka" upptäckter.

Början av 30-talet av 1900-talet kan betraktas som en verklig återupplivning av termoelektricitet och termoenergi, och dess initiativtagare var akademiker A.I. Ioffe. Han förde fram tanken att det med hjälp av halvledare är möjligt att ta ett rejält steg mot att omvandla termisk (inklusive solenergi) till elektrisk energi. Detta ledde till skapandet 1940 av en fotocell för att omvandla ljusenergi till elektrisk energi.

Den första praktiska tillämpningen av halvledartermoelement utfördes i Sovjetunionen under det stora fosterländska kriget under direkt ledning av A.I. Ioffe. Det var den nu allmänt kända "partisan potten" - en termisk omvandlare baserad på termoelement gjorda av SbZn och konstantan. En temperaturskillnad mellan korsningarna på 250-300°C säkerställdes av eldens eld medan temperaturen på de kalla korsningarna stabiliserades av kokande vatten. En sådan anordning, trots sin relativt låga effektivitet (1,5-2,0%), gav framgångsrikt ström till ett antal bärbara partisanradiostationer. "Partisan Kettle", liksom en annan liknande anordning, "tekannan", utvecklade en elektrisk effekt på cirka 10 watt.
Ungefär samtidigt, här är denna mycket underhållande enhet. En adapter installerades på en vanlig fotogenlampa, vilket gjorde det möjligt att driva en radiomottagare, som på bilden eller Ilyichs glödlampa.

Den en gång "vida kända, "partisan bowler" är nu okänd för nästan alla, precis som akademikern A.I. Ioffe. Det är tydligt att i mitten av förra seklet utvecklades energibranschen så snabbt att det verkade som att bara lite mer och planen på att elektrifiera hela landet skulle leda till att man kunde hitta utlopp även i en tät skog.

Tyvärr är landet inte längre en kaka, det finns ingen plan, och nästan en hel bransch, oförtjänt bortglömd, hittar återigen sin nisch. Det är inte klart varför dessa rop om "uppfunnet", "innovation" etc.?

o 1/ Vårt foto visar fysiker som deltog i avmagnetiseringen av fartyg i Sevastopol. Till höger är I.V. Kurchatov, i mitten är Yu. S. Lazurkin (nu doktor i fysikaliska och matematiska vetenskaper, chef för sektorn för Institute of Atomic Energy uppkallad efter I.V. Kurchatov,

Folkmiliskämpe, professor vid Leningrads universitet K. F. Ogorodnikov.

Motsvarande medlem av USSR LI P. P. Kobeko, som skapade ett nytt isolerande ämne - eskapon, som var av stor defensiv betydelse, i laboratoriet, vid en vridningsmaskin.

En grupp forskare från Leningrad under ledning av akademikern A.F. Ioffe skapade och byggde en "partisankruka" - en termoelektrisk generator - vid en av Moskvafabrikerna. "Partisk gryta", liksom en annan liknande anordning - "tekannan", utvecklades

E. O. Paton (höger) på testplatsen medan han testade tankar svetsade med hans metod.

Vid högkvarteret för sovjetisk flygvetenskap - Central Aerohydrodynamic Institute uppkallad efter N. E. Zhukovsky. På bilden (från vänster till höger): motsvarande medlem av Spider Academy (nu akademiker, president för USSR Academy of Sciences) M. V. Keldysh, flygplansdesigner S. V. Ilyushin och meriterande

Akademikern V.I. Vernadsky dikterar hans senaste arbete.

Chefskirurg för Röda armén N.N. Burdenko på ett av frontlinjens sjukhus under de första månaderna av det stora fosterländska kriget.

Min klocka av fysiker

Den 9 augusti 1941 flög den vetenskapliga chefen för ett av laboratorierna vid Institutet för fysik och teknik, professor (nu akademiker) Anatoly Petrovich Aleksandrov, och den senare berömda vetenskapsmannen och organisatören av vetenskap, Igor Vasilyevich Kurchatov, från Leningrad till Sevastopol . I Sevastopol blev de involverade i arbetet med den praktiska implementeringen av metoden som utvecklats vid institutet för att skydda fartyg från magnetiska minor, som utfördes av en grupp forskare och representanter för marinen sedan början av juli.

Kärnan i metoden var att avmagnetisera skeppet, eller mer exakt, för att kompensera för den vertikala komponenten av det egna magnetfältet. Det var just denna komponent som säkringarna i tyska magnetiska gruvor designades för. Kompensation för magnetfältet utfördes med hjälp av lindningar placerade i hela fartyget, genom vilka en elektrisk ström leddes. Därefter utvecklades en enklare, lindningsfri avmagnetiseringsmetod för små fartyg och ubåtar.

Statistik har visat att avmagnetisering av fartyg kraftigt minskar sannolikheten för att de träffas av magnetiska minor. Snart fick dessa verk fullt erkännande från militära sjömän. Inte ett enda fartyg skickades till havet utan ett "visum" från forskare - utan avmagnetisering och kontroll av det kvarvarande magnetfältet.

I slutet av augusti lämnade A.P. Alexandrov Sevastopol för att organisera arbetet med avmagnetisering av fartyg i den norra flottan. I.V. Kurchatov förblev ledaren för Sevastopol-gruppen. I november, på den flytande ubåtsbasen Volga, överfördes gruppen från det belägrade Sevastopol till Poti. 1942 gick I.V. Kurchatov till Kazan, där Leningrad Institute of Physics and Technology vid den tiden låg, och 1943 ledde han ett team av forskare som började utveckla sovjetiska kärnvapen.

hög termoEMF och låg värmeledningsförmåga.

I början av kriget skapades en "partisan panna" i Ioffes laboratorium - en termoelektrisk generator för att driva bärbara radiostationer. Det var en kruka med termoelement placerade på utsidan av botten. Deras lättantändliga leder låg i eldens eld, och de kalla, fästa vid botten av grytan, kyldes av vatten som hälldes i den.

Noggrant materialval och användning av regenerering har nu gjort det möjligt att öka termoelementets effektivitet till 15 %. I början av seklet hade konventionella kraftverk denna effektivitet, men nu har den mer än tredubblats. Det finns för närvarande ingen plats för ett termoelement i den storskaliga energisektorn. Men det finns också liten energi. Det krävs flera tiotals watt för att driva en radiorelästation på en bergstopp eller en marin signalboj. Det finns också avlägsna platser där människor bor som kräver el och värme. I sådana fall används termoelement som värms upp av gas eller flytande bränsle. Det är särskilt värdefullt att dessa enheter kan placeras i en liten underjordisk bunker och lämnas helt obevakad, bara en gång om året eller mindre ofta för att fylla på bränsletillförseln. På grund av den låga effekten visar sig dess förbrukning vid valfri effektivitet vara acceptabel, och dessutom... finns det inget val.

Läkare har hittat en intressant applikation för termoelektriska generatorer. I mer än två decennier har tusentals människor burit en implanterad pacemaker placerad under huden. Energikällan för den är ett litet batteri (fingerborgstorlek) av hundratals termoelement kopplade i serie, uppvärmda av sönderfallet av en ofarlig isotop. En enkel operation för att byta ut den utförs vart 5:e år.

Elektron tillverkas i Japan

En klocka som drivs av ett termoelement från handens värme.

Nyligen meddelade ett italienskt företag att arbetet med en elbil med en termoelektrisk generator påbörjades. Denna strömkälla är mycket lättare än batterier, så körsträckan för en termoelektrisk bil blir inte mindre än den för en konventionell bil. (Kom ihåg att elbilar klarar att köra ISO km med en laddning.) Man tror att man genom olika knep kan göra bränsleförbrukningen acceptabel. De främsta fördelarna med den nya typen av besättning är absolut ofarliga avgaser, tyst rörelse, användningen av det billigaste flytande (och möjligen fasta) bränslet och mycket hög tillförlitlighet.

På 1930-talet var arbetet med termoelement som utfördes i vårt land vida känt. Det är förmodligen därför författaren G. Adamov i sin roman "The Secret of Two Oceans" beskrev Pioneer-ubåten, som fick energi från batterikablar. Detta är vad han kallade termoelektriska generatorer gjorda i form av långa kablar. Med hjälp av en boj steg deras varma korsningar till de övre lagren av havet, där temperaturen når 20-25°C, och de kalla korsningarna kyldes av djuphavsvatten med en temperatur på 1-2°C. Så här laddade den fantastiska "Pioneer", en båt som kan ge hundra poäng före de nuvarande kärnkraftverken, sina batterier.

Är det här på riktigt? Det finns inga rapporter om direkta experiment av detta slag i pressen. Något intressant hände dock. En 1000 kW termoelektrisk generator har skapats som genererar energi från värmen från varma underjordiska källor. Temperaturskillnaden mellan de varma och kalla korsningarna är 23°C, som i havet är den specifika vikten 6 kg per 1 kW - mycket lägre än för kraftverken i konventionella ubåtar. Står vi på gränsen till en ny energirevolution, en ny tid av elektricitet?