Авторизация
Зарегистрироваться

Элемент Пельтье или делаем термогенератор.


Как осветить стадион одной икеевской свечкой? Конечно же, осветить стадион с одной икеевской свечки не получится. Это недостижимый идеал, но к идеалам принято стремиться.

Сегодня расскажу о поделке-самоделке термоэлектрической кружке.



Много читал об устройствах вырабатывающих электрический ток из тепла, даже пробовал собрать простой термогенератор. К сожалению, не получилось получить более 1,2 вольта — поэтому идея термоэлектричества была отложена до лучших времен. Как то, просматривая список товаров в китайских магазинах увидел недорогой преобразователь напряжения работающий в диапазоне 1-5 вольт и выдающий 5 вольт. Сразу же пришло в голову использовать данный преобразователь в генераторе термоэлектричества.

Ранее, для постройки термогенератора были использованы два радиатора от компьютера подходящего размера, и элемент Пельтье приобретенный на ebay. Конструкция представляла из себя сэндвич из радиаторов, посредине элемент Пельтье посаженный на компьютерную термопасту и зафиксированный по периметру автомобильным высокотемпературным силиконовым герметиком (380 С). Но данная конструкция оказалась громоздкой. К сожалению фото не сохранилось. Получить свыше 1,2 в. не удалось, даже при прогреве нижнего радиатора портативной газовой горелкой.

Для нового термогенератора было решено использовать идею термоэлектрической посуды. Было приобретено две подходящие по размеру кружки из нержавейки, автомобильный высокотемпературный герметик и преобразователь напряжения с 1 в до 5 в. В кружку с более широким дном, на термопасту, был посажен элемент Пельтье и залит по периметру герметиком. Затем была вставлена кружка с менее широким дном, и данная заготовка осталась сохнуть в течении 24 часов под грузом. На следующий день, когда герметик схватился, к выводам элемента Пельтье был припаян преобразователь напряжения. Неожиданно возникла проблема: провода от элемента Пельтье касались внешней кружки, и при использовании кружки на костре, изоляция могла быть расплавлена, что грозило коротким замыканием на корпус кружки, и выходом из строя термогенератора. Не долго думая, зафиксировал провода спичками, прижав их к внутренней кружке и залил оставшееся пространство между кружками гипсом. Конечно же, можно было бы обойтись тем же автомобильным герметиком, но он оказался не настолько текуч, чтобы гарантированно приклеить провода к внутренней кружке, где температура не должна повышаться более 100 С благодаря охладителю-воде. Так же, можно было использовать негорючие изоляторы типа керамических чашечек, что используют в электроплитках, но таковых не оказалось. Вес термогенератора-кружки получился 276,5 гр.
Скорее всего, в походы его брать не буду, есть идеи для v.3.

фото:
термогенератор на элемене Пельтье

Видео генератора в работе, выдает около 100 ма.


Планирую купить +59 Добавить в избранное +57 +113
свернуть развернуть
Комментарии (61)
RSS
+
avatar
+5
ещё…
+
avatar
  • user654
  • 30 ноября 2013, 21:51
0
Заказал пару дополнительных элементов. Генератор на одном не слишком эффективен. Минимум которого намерен достигнуть — 0,5 а/ч. Надо эксперементировать, а один элемент боюсь перегреть. Для опытов заказал бесконтактный термометр и пару элементов. С одной свечки генератор не стратует, если предварительно прогреть, то поддержание температуры свеча обеспечивает.
+
avatar
+5
Минимум которого намерен достигнуть — 0,5 а/ч.
или лыжи не едут, или со мной что-то не так… 8-)
Может просто 0.5 Ватта? Ну откуда там ампер-часы? да еще поделенные друг на друга?
На столе лежат 4 штуки таких — ждут своего часа. Правда в роли охладителей. Но генерирующий вариант тоже интересует — сколько с них модно выжать.
+
avatar
  • user654
  • 30 ноября 2013, 23:05
+4
в первом варианте генератора (без преобразователя) получил 1,2 в, ток короткого замыкания 0,9 А. Нагревал портативной газовой горелкой. Про ампер-часы: сорри, осознал, к сожалению, редактировать уже нет возможности :)
Про необходимый минимум — хотелось бы получить 0,5 А.
+
avatar
  • gogabig
  • 30 ноября 2013, 23:36
+11
Попробую немного попреподавать электротехнику :-)
Важен не ток КЗ и не напряжение холостого хода, а именно МОЩЬНОСТЬ — т.е. P=I*U. Когда Вы замеряете ток, то одновременно измеряйте напряжение и можете посчитать мощность которую генерирует элемент.
Функция мощности от тока или напряжения нелинейна и имеет вид «горба» — максимум мощности получите не при максимальном токе или напряжении, а где-то посредине.
И мой добрый совет, почитайте учебник-справочник по электротехнике, я вижу Вы уже что-то подзабыли (или плохо учили :-).
+
avatar
  • user654
  • 30 ноября 2013, 23:40
+12
Премного благодарен :)
+
avatar
  • borec
  • 01 декабря 2013, 00:39
+7
а именно МОЩЬНОСТЬ
И мой добрый совет, почитайте учебник-справочник по русскому, я вижу Вы уже что-то подзабыли… ;)
+
avatar
  • gogabig
  • 01 декабря 2013, 02:55
+7
вижу Вы уже что-то подзабыли…
:-))) Не то слово! Не только подзабыл, но Ышо и не знал, большую часть уроков русского и литературы провёл в коридоре, будучи выгнан из класса :-( И сейчас, если бы не спеллинг, то краснел бы в каждом предложении, а запятые вообще «труба-дело», так и расставляю методом Монте-Карло :-)
Ну а МОЩЬНОСТЬ — это конечно опечатка, спеллинг пропись не ловит.
+
avatar
  • borec
  • 02 декабря 2013, 11:12
+2
Ого, Монте-Карло. Да вы серьезный ученый. Респект!

PS. Надо писать МОСТЩНОСТЬ, чтобы спеллинг поймал ;)
+
avatar
  • gogabig
  • 02 декабря 2013, 17:48
+1
Да вы серьезный ученый
Спасибо за комплимент, Вы не представляете, как мне с моими 8-ю классами образования это приятно слышать! :-)))
Надо писать МОСТЩНОСТЬ
Нельзя!!! У меня Windows8.1 как только прочитала Ваше «МОСТЩНОСТЬ» — бедняжка ПЕРЕЗАГРУЗИЛАСЬ :-(((
+
avatar
  • xmixanx
  • 30 ноября 2013, 23:42
+15
пару лет назад ирался с пельтьешками, делал приблизительно то же что и вы. В качестве недорогого простого преобразователя использовал тогда «зарядник для телефона от одной пальчиковой батарейки».
Основная проблема с которой я тогда столкнулся — припой внутри элемента плавится, конструкция должна быть прочной, и элемент пельтье должен быть плотно неподвижно зажат с двух сторон.

Что еще могу посоветовать:
Используйте керамический герметик для глушителя,
На провода оденьте термоизоляцию (как в утюгах)
Если удастся запихнуть хотябы 2 элемента (в моей кружке 3 помещаются), то соединяйте последовательно, и используйте преобразователь типа этого: ebay.com/itm/310717070508:MEWNX:IT&_trksid=p3984.m1439.l2649
Или подобные, на LM2577. КПД гораздо выше.

Вроде все =) рад был увидеть единомышленника.
+
avatar
  • gogabig
  • 30 ноября 2013, 23:55
+5
И Вам оставлю ссылку, раз интересуетесь: www.mobipower.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=528
+
avatar
  • user654
  • 30 ноября 2013, 23:56
0
xmixanx, спасибо, добавил в копилку знаний! Следующий генератор будет из последовательно соединенных элементов :)
Не помните при какой температуре элементы начинали разрушаться?

gogabig, этот сайт у меня в закладках :)
Спасибо, за науку!
+
avatar
  • xmixanx
  • 01 декабря 2013, 18:52
+3
180-200, если плотно не закреплены и сдвинуть половинки относительно друг друга.
Если исключить механические воздействия на элемент, то будет работать и с расплавившимся припоем, ничего с ним не будет ) припоя внутри не много, не растечется.
+
avatar
  • xmixanx
  • 01 декабря 2013, 18:57
+7


Откопал дохлый элемент, вот он во всей красе))
+
avatar
  • user654
  • 02 декабря 2013, 07:16
0
Кружка в этом плане защищена от сдвигов герметиком и гипсовой заливкой, разобрать без разрушения элемента вряд ли получится.
+
avatar
  • Mikamoon
  • 02 декабря 2013, 00:30
+4
«Экспериментальные данные, которые проводили на серийных элементах TEC1-12705 (4х4см) и TEC1-12706 (5х5см) показали, что самые эффективные режимы возникновения термоЭДС, возникают при температуре теплосъемника в диапазоне 110-120 градусов и разности температуры компенсирующего радиатора не менее 70 градусов Цельсия. Превышение рабочей температуры элемента, более чем 135-140 градусов, вызывает его разрушение (или постепенную деградацию) или в случаях некачественных элементов Пельтье, самопроизвольную распайку ветви элементов.»
+
avatar
  • user654
  • 02 декабря 2013, 07:17
0
В копилку знаний!
+
avatar
  • user654
  • 01 декабря 2013, 08:25
0
Такой преобразователь есть, заказывал как то, но не использовал. спасибо :)
+
avatar
  • gamebox
  • 30 ноября 2013, 21:49
+2
Тоже заморачивался с термокружкой, также использовал преобразователь, но на одном элементе получал довольно низкую мощность, порядка 0,5 Вт, да и вода быстро нагревалась и эффективность снижалась, поэтому забросил.
+
avatar
  • user654
  • 30 ноября 2013, 21:52
0
Надо элементы добавлять :) Решил по этому пути пойти.
+
avatar
  • gogabig
  • 30 ноября 2013, 23:44
+2
Нет, не поможет, надо ТЕПЛО ОТВОДИТЬ, когда вода нагреется КПД элемента резко упадёт.
Почитайте про элементы Пельтье и подучите Теплотехнику, а если на пальцах и в двух словах то — нужен максимальный ПЕРЕПАД температур (постоянно!!!) на разных сторонах элемента, т.е. одну сторону греем, а другую ОХЛАЖДАЕМ. Есть большой ПЕРЕПАД температур — будет генерироваться большая мощность, нет ПЕРЕПАДА — нет генерации электроэнергии.
+
avatar
  • user654
  • 30 ноября 2013, 23:50
0
С этим я согласен и не оспариваю. На данный момент о перепаде температуры сказать нечего, так как термометр еще даже не отправлен. Все будет. Не хватает данных, а именно сведений о имеющейся разнице температур. Поэтому генератор сейчас лежит, ждет своего часа :).
+
avatar
+1
Бутербродом? Будет только хуже.
И заголовок бы нормализовали, а то он совсем не относится к теме.
+
avatar
+1
чем больше перепад температуры между поверхностями элемента тем больше отдача, при конструировании подобных термогенераторов важно продумать охлаждение, посмотрите конструкцию керосиновой лампы с термогенератором и все станет ясно
+
avatar
  • user654
  • 30 ноября 2013, 22:38
0
Спасибо, но это я давно уже видел :) Важно продумать универсальность. Так как есть примеры практически идеального охлаждения, но они не везде применимы. Я говорю о емкости для горючего вверху(пусть даже кружка из нержавейки в виде печки-щепотницы), а охладитель (радиатор) внизу. Охладитель опускается в небольшой ручей…
+
avatar
  • tx21435
  • 30 ноября 2013, 22:42
+7
Интересный опыт, позволю себе 5 коп. нужно использовать модуль не TEC(Thermoelectric cooler) а TEG(Thermoelectric generator)(сорри если ошибся).У обозреваемого модуля по моему предел 60-70 градусов по цельсию, потом плавится припой разрушаются полупроводники. У модулей TEG примерно 180 градусов (по цельсию) допустимая, + необходимо для нормальной генерации получить разницу в 100 градусов (по цельсию), зато больший кпд для генерации.Но минимальный ценник модулей TEG на ebay — 800-900 рублей/шт. Вот возникает вопрос кто готов рискнуть 30 убитыми евнухами ради экспериментов(сомнительного генератора на дровах).
В целом идея интересная, сам о таком подумывал (выживальщик я не оч способный интересна идея автономных источников питания при отсутствии привычных 220в).
Мне интересны такие вещи — защита от перегрева(кто же у нас любит медленно ездить...), минимальный вес/габариты, неплохой кпд(5v 500mA) на 1 элементе, всеядность(по топливу). Интересно наши кулибины справятся с данным тз и за какой период?..
+
avatar
  • user654
  • 30 ноября 2013, 22:49
+1
Спасибо, 5 копеек лишними не будут. Рад что столько интересующихся данной тематикой :). Читал отзывы, где порогом разрушения была обозначена температура близкая к 400 С. Обязательно проведу краш тест генератора, когда придет бесконтактный термометр.Вся надежда на скорость предновогодней доставки (шутка). Кипятил в этой кружке воду, температура была значительно выше 100 С (нижняя сторона элемента). В том то и дело, что специализиованные модули на порядок дороже, пока лучше отработать наиболее удачный форм-фактор.
Защита от перегрева в моем случае-это подбор количества икеевских свечек (фитилей в одной свечке). Опять же — никуда без термометра.
+
avatar
  • tx21435
  • 30 ноября 2013, 22:55
+1
я обновил свой пост так как до осмыслил все здесь сказанное, насчет 180 по цельсию — это у самых простеньких(и доступных) элементов по моему. Есть и отечественные производители термогенераторов, но они не спешат к розничным продажам своих изделий что не радует.
+
avatar
  • user654
  • 30 ноября 2013, 22:59
0
400 с — порог для Петербургского термогенератора (ЕМНИП), кстати. Вы правы.
+
avatar
  • xmixanx
  • 30 ноября 2013, 23:48
+1
я один смог расплавить утюгом на 180-200 градусах
+
avatar
  • gogabig
  • 30 ноября 2013, 23:47
+1
Вам я думаю будет интересно это: www.mobipower.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=528
+
avatar
  • nonpro
  • 30 ноября 2013, 22:59
0
а где преобразователь брали?
+
avatar
  • user654
  • 30 ноября 2013, 23:00
+1
Там же, преобразователь купил благодаря mysku.ru/blog/buyincoins/18325.html
+
avatar
  • tx21435
  • 30 ноября 2013, 23:14
+1
Нашел на ибее говорит более 100 шт в наличии, но не написано шлет ли в Россию… Вроде бы нормальные модули, но я этим занимался давненько…
Еще есть китай но маркировка с толку сбивает и надежность сведений о товаре тоже под вопросом. Кетайцы могут и TEC модули за TEG выдать(они ведь генерировать способны...).
+
avatar
  • user654
  • 30 ноября 2013, 23:21
0
Как вариант искать TEC, но с бОльшим количеством термопреобразующих ячеек. Т.е. размерами побольше, к примеру 5х5 см и более.
+
avatar
  • tx21435
  • 30 ноября 2013, 23:28
+1
либо куча TEC но размерами поменьше — например. Тогда можно будет с подключением мудрить (последовательно/паралельно, последовательно-паралельно) — соответственно выжать побольше(вольт или ампер).
+
avatar
  • user654
  • 30 ноября 2013, 23:35
0
Я их тоже видел, понравилось все, кроме цены :)
+
avatar
  • gogabig
  • 30 ноября 2013, 23:53
-1
Да и Вам наверное будет интересно: www.mobipower.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=528
Иногда дешевле купить готовое решение, тем более 60$ не такая и большая цена.
+
avatar
  • xmixanx
  • 01 декабря 2013, 19:06
+1
По первой ссылке в описании 374 градуса по фаренгейту… Это 190 по цельсию, до этой температуры и TEC живут более-менее нормально )) учитывая разницу в цене, игра не особо стоит свеч)
+
avatar
  • user654
  • 01 декабря 2013, 00:04
+7

Для себя вижу более перспективной такую идею :)
+
avatar
  • gogabig
  • 01 декабря 2013, 00:39
+2
А вот этот способ получения электроэнергии как Вам нравится :-)
+
avatar
  • user654
  • 01 декабря 2013, 00:43
+1
Читал про стирлинг у А. Круза :) Но считаю его трудным в изготовлении и капризным в использовании. А так- очень интереснен.
Мне нравятся динамогенераторы на неодимовых магнитах, все никак не соберусь сделать пробную модель.
+
avatar
  • gogabig
  • 01 декабря 2013, 01:12
+2
трудным в изготовлении
Знакомому токарю это не говорите :-), прост как 2 копейки.
капризным в использовании
Смазки не надо, зажигания нет, ГРМ нет, да в нём практически нечему ломаться и капризничать! :-)
А 1-2Ватта от одной чурки-полешки получить не проблема, да — вес, это в походе важно, элемент весит меньше.
+
avatar
  • user654
  • 01 декабря 2013, 08:34
+1
Знакомый токарь отсутствует, увы :(
В отдаленных планах осваивать токарку. Смотрю на Jet BD-3 50000080M.
+
avatar
  • Faster
  • 02 декабря 2013, 01:44
+2
В свое время классе в пятом собирал стирлинга, для качания воды надаче, котлован метрах в 50… на верху разжигал сухое горючее а нижнюю часть охлаждал той самой проточной водой…

Очень эффективная вещь… работал до тех пор пока не украли…

Выпиливал детали мне знакомый друган у которго батя токарем в дэпоработал, другану було на год больше чем мене под руководством папы сделал все сам…

Так что сложности не какой…
+
avatar
  • user654
  • 02 декабря 2013, 07:22
0
Есть чертежи? :)
+
avatar
  • rodder
  • 01 декабря 2013, 01:25
+2
Тоже задумываюсь над девайсом, который позволит заряжаться от костра, выдавая достаточную мощность. Пока что лучший вариант элемента Пельтье, что я нашел — thermoelectric-generator.com/products-page/module-selection-9/teg1-12611-6-0/
Максимальная выдаваемая мощность 14.6 Вт, температура до 300 градусов, это все при цене в 75$ без доставки из Америки.
Есть еще более заманчивый вариант, сделанный в Питере (фирма Криотерм, модуль — Mars. www.kryotherm.ru/ru/index.phtml?tid=143&type=&what=) Это вообще просто праздник, температура до 530 градусов, 32 Вт — НО цена ~2000 евро перечеркивает все преимущества.
Если кто знает другие среднетемпературные генераторные модули за адекватную цену (особенно из Китая) — делитесь, буду крайне благодарен.
+
avatar
  • user654
  • 01 декабря 2013, 09:43
0
В связи с высокой стоимостью специализированных модулей, думаю что лучше пока эксперементировать с охлаждающими модулями :) Даже с ними, получить электричество от костра вполне реально.
+
avatar
  • rodder
  • 01 декабря 2013, 15:56
+1
с охлаждающими модулями основная проблема в низкой максимальной температуре. Ну о каком костре может идти речь при Тмакс около 100-130 градусов?
А при высокотемпературных модулях рабочая температура холодной стороны около 100 градусов. Т.е. очень легко отводить тепло кипящей водой.
+
avatar
  • user654
  • 01 декабря 2013, 16:58
0
Костровое тепло трудно регулировать. В виду дешевизны и доступности икеевских свечей, изначально рассматривался вариант с их использованием. Благодаря обсуждению узнал ньюансы, в т.ч. температуры разрушения охлаждающих модулей. Ждем тестов с замерами температур :)
+
avatar
  • user654
  • 01 декабря 2013, 08:36
0
Се-се :) Это все, что из китайского знаю.
+
avatar
  • 2000VVV
  • 01 декабря 2013, 03:54
+1
прикольно. знал про такое дело, но в живую никогда в продаже не встречал. надо будет посчупать..)))

спасибо за обзор.
+
avatar
  • sav13
  • 01 декабря 2013, 07:46
0
Хочу собрать осушитель воздуха на таких элементах. Но все что продается в интернете — 40x40 с маленькой мощностью. Где бы нормальные элементы за приемлемые деньги посмотреть?
+
avatar
  • user654
  • 01 декабря 2013, 09:44
+1
Спасибо всем, кто делится знаниями. Услышал очень много дельных советов :)
+
avatar
  • enott
  • 01 декабря 2013, 16:23
0
Сижу думаю, я уже где-то видел это видео…
+
avatar
+1
и тут ты, крошка-енот!)
+
avatar
  • tx21435
  • 03 декабря 2013, 17:55
+1
Нашел онлайн маг отечественного производителя есть разные модули но отправки только мелкооптовые, человек по 5-6 нужно кооперироваться…
также готовые изделия тоже нашего производства.
+
avatar
  • Gas2000
  • 05 декабря 2013, 02:16
+2
Сделал такое чудо. Работает отлично, 2 TEC1-12706

Сделал такое чудо. Работает отлично, 2 TEC1-12706
+
avatar
  • user654
  • 05 декабря 2013, 13:21
0
Расскажите поподробне )

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.