Категории раздела

ХИТы [5]
химические источники тока
Ремонт [0]
Генераторы и преобразователи [3]
Светотехника [1]

Поиск






Среда, 27.11.2024, 02:08
Приветствую Вас Гость | RSS
inerton
Главная | Регистрация | Вход
Каталог статей


Главная » Статьи » Электроника » Генераторы и преобразователи


Генератор на элементе Пельтье.

В последнее время развелось огромное количество различных электронных устройств, которые я не прочь взять с собой в велопоход. Это и GPS-навигатор, и сотовый телефон (а лучше смартфон или КПК), и фотоаппарат, и велофара - она же стояночный фонарь. У кого-то этот список короче, а у кого-то ещё длиннее. В любом случае каждое их этих устройств при работе поглощает электрическую энергию, которую надо либо возить с собой в виде химических источников тока (в простонародье батарейках и аккумуляторах), либо вырабатывать в пути. Изучая данный вопрос, я наткнулся на довольно оригинальный способ получить электричество из тепла не применяя сложных механических устройств. С помощью эффекта Пельтье.

Не буду подробно описывать тонкости этого эффекта, кто захочет - сам найдет. Вот несколько ссылок:

сайт о модулях Пельтье;

а эта статья сподвигла меня на нижеприведённые исследования;

ещё одна статья о попытке получить электричество из тепла;

третья статья об опытах над элементами Пельтье;

и уже когда эксперимент был проведён, а результаты посчитаны, на YouTube я наткнулся на видеоролики RevinAleks про опыты по получению электричества с помощью термоэлектрических модуле

Единственное, о чём хочу предупредить - не в коем случае не покупать элементы Пельтье у наших продавцов. Эти барыги просят за них такие деньги, за которые китайцы вас просто завалят ими. Чип и Дип продаёт "китайские" ТЕС1-12706 по 1100 рублей за штуку, я же их купил на eBay в 6 раз дешевле, да ещё и с бесплатной доставкой. Более мощные ТЕС1-12709 я брал там же, но у другого продавца по какой-то распродаже мене чем за $10. Такие же "криотермовские" стОят космические 2500 руб. Даже если китайцы завысили цифры параметров, то всё равно выгоднее брать у них.

элементы Пельтье Итак, мы имеем два представителя термоэректрических модуля: ТЕС1-12706 и ТЕС1-12709 номинальной мощностью 72 и 108 Вт соответственно. Я не сторонник сразу же городить какое-либо устройство, для начала я хотел исследовать термогенераторные свойства этих элементов, сравнить их и на основании этих данных либо отказаться от изготовления генератора, либо продумать его оптимальную конструкцию. То, что с помощью модуля можно получить электричество видно из статей, ссылки на которые приведены выше. И если соединить несколько элементов, то электричества можно получить довольно много. Из других источников было ясно, что КПД этого процесса выработки электричества крайне низкий даже для специальных генераторных модулей. Обычные термоэлектрические модули для бытовых охлаждающих устройств не предназначены для работы при повышенных температурах. Китайцы, у которых я покупал, вообще не указывают максимальную температуру горячей стороны, только разницу 67 °С. Другие продавцы, торгующие подобными модулями, указывают кто 150 °С, кто 180 °С. Криотерм выпускает два вида аналогичных модулей, с максимальной температурой 120 и 150 °С. Эта температура зависит от марки припоя, применяемого для спайки полупроводниковых p- и n-элементов. При использовании ПОСа с температурой плавления около 180 °С максимальная рабочая температура составляет 150 °С. У модулей НОРДа максимальная температура зависит не от припоя, которым спаяны полупроводники, а от клеевого состава.

Схема стенда для тестирования элементов Пельтье Авторы статей и видеоэкспериментов с элементами Пельтье в качестве электрогенераторов, на мой взгляд, сильно недооценивают данный параметр. А он крайне важен, так как перегрузка по этому параметру ведёт к неминуемому разрушению изделия. И одно дело, когда это происходит в домашней лаборатории при эксперименте и совсем другое дело, когда вы далеко от дома и от источников электроэнергии, а запас этой самой энергии в аккумуляторах вот-вот истечёт. Так как мои модули дёшевы, можно с большой долей вероятности предположить, что при их производстве были использованы дешёвые компоненты и материалы. Самый дешёвый из припоев - ПОС с температурой плавления 180 °С, поэтому зафиксируем максимальную температуру горячей стороны на уровне 150...160 °С, кратковременно до 170 °С.
Для испытаний был создан стенд, состоящий из нагревающей алюминиевой пластины с двумя нагревателями и охлаждающего компьютерного кулера. Между ними элемент Пельтье, подключенный к активной нагрузке. Активная нагрузка - это не просто резистор, ток через который меняется от приложенного напряжения, это устройство потребляющее стабильный заданный ток независимо от приложенного напряжения. С помощью вольтметра и амперметра можно измерить параметры электрического тока, вырабатываемого элементом Пельтье, в том числе и выдаваемую мощность. Температуру измерял с помощью термопар, подключённых к мультиметрам. Для этого в основании радиатора и в нагревающей пластине были просверлены по одному продольному отверстию, диаметром 2 мм и глубиной около 10...15 мм. Отверстия заполнялись термопастой КПТ-8, а за тем в них помещались термопары.

Нагревательные элементы стенда для тестирования элементов Пельтье. Источниками тепла служили два нагревательных элемента ЭО-04, оставшиеся от разборки какого-то военного устройства выпуска 50-60 годов прошлого века. На них хоть и написано 25 Вт, я же подавал более 50 Вт на каждый, ничего страшного не произошло, выдержали перегрузку. Блок питания, питавший эти нагреватели, снабжён амперметром и вольтметром, поэтому посчитать подводимую к нагревателям мощность не составило труда.

Стенд для тестирования элементов Пельтье в сборе Полностью собранный стенд выглядит так. Снизу нагреватели прикрыты несколькими слоями стеклоткани и стеклотекстолита. Дальше подаём напряжение на нагреватели, включаем активную нагрузку, вольтметр, амперметр и термометры и начинаем эксперимент. Регулируя напряжение блока питания, выставляем определённую мощность нагрева горячей стороны элемента Пельтье. На активной нагрузке тоже есть ручка регулировки потребляемого тока. Весь эксперимент удобнее всего было записать на видеокамеру, а затем перенести данные с видео в таблицу.



ТЕС1-12706

Мощность
нагрева, Вт
Ток элемента
Пельтье, А
Напряжение на
элементе Пельтье, В
Мощность элемента
Пельтье, Вт
КПД, %
∆T, °С
Эффективность,
мВт/°С
Удельная
эффективность,
Вт/(°С*кг)
45,2
0,134
1,94
0,26
0,567
60
4,333
0,173
0,253
1,57
0,397
0,879
62
6,403
0,256
0,501
0,67
0,336
0,744
63
5,333
0,213
0,603
0,26
0,157
0,348
62
2,532
0,101
63,8
0,135
2,61
0,352
0,551
78
4,513
0,181
0,253
2,41
0,61
0,956
83
7,349
0,294
0,503
1,55
0,78
1,222
85
9,176
0,367
0,798
0,35
0,279
0,437
85
3,282
0,131
99,9
0,134
3,88
0,52
0,521
108
4,815
0,193
0,254
3,48
0,884
0,885
121
7,306
0,292
0,499
2,45
1,223
1,224
126
9,706
0,388
0,907
0,4
0,363
0,363
126
2,881
0,115


ТЕС1-12709

Мощность
нагрева, Вт
Ток элемента
Пельтье, А
Напряжение на
элементе Пельтье, В
Мощность элемента
Пельтье, Вт
КПД, %
∆T, °С
Эффективность,
мВт/°С
Удельная
эффективность,
Вт/(°С*кг)
61,9
0,135
2,05
0,277
0,448
58
4,776
0,217
0,25
1,76
0,44
0,711
56
7,857
0,357
0,5
1,1
0,55
0,889
50
11
0,5
0,904
0,47
0,425
0,687
53
8,019
0,364
80,9
0,136
2,7
0,367
0,454
76
4,829
0,219
0,254
2,39
0,607
0,751
73
8,315
0,378
0,495
1,78
0,881
1,09
70
12,586
0,572
1,076
0,55
0,592
0,732
66
8,97
0,408
99,0
0,134
3,26
0,437
0,441
92
4,75
0,216
0,259
2,94
0,761
0,769
89
8,551
0,389
0,516
2,2
1,135
1,147
83
13,675
0,622
1,243
0,73
0,907
0,916
82
11,061
0,503

Как видно, КПД данного процесса преобразования тепла в электричество весьма мал. Конечно мои данные немного занижены, так как не всё тепло, вырабатываемое нагревателями, проходило сквозь элемент Пельтье. Некоторая его часть рассеивалась в окружающую среду, но для приблизительной прикидки мои данные подходят. Но интересны не просто цифры КПД и, следовательно, вырабатываемой мощности, а их зависимость от тока в цепи. Если построить графики зависимости мощности элементов Пельтье от тока, то мы видим явный максимум около 0,5 А для ТЕС1-12706 и около 0,8 А для ТЕС1-12709. Причём, с ростом разности температур на сторонах элемента максимум смещается в сторону больших токов.

Зависимость мощности от тока для ТЕС1-12706Зависимость мощности от тока для ТЕС1-12709

Самый интересный и показательный параметр данных таблиц - это эффективность. Эффективностью в этих экспериментах я назвал мощность вырабатываемого электрического тока данным элементом при разности температур на его горячей и холодной сторонах в 1 ºС. На этих графиках видно, что зависимость эффективности от тока тоже имеет ярко выраженный максимум.

Зависимость эффективности от тока для ТЕС1-12706Зависимость эффективности от тока для ТЕС1-12709

Исходя из приведённых выше графиков становиться очевидным тот факт, что при сооружении электрогенератора на основе модулей Пельтье необходимо контролировать ток в цепи отбора электрической мощности. Я просмотрел пару десятков видеоэкспериментов и ни в одном этот по сути основной параметр не учитывался. Не знаю учитывают ли его производители термоэлектрических модулей или нет. Лично для меня это было откровением, я предполагал линейную или близкую к ней зависимость. И если предполагается использование термогенератора в походных условиях, то в этом случае необходимо снабдить его контроллером, который будет регулировать выходной ток элемента в зависимости от разности температур и потребляемой подключенными устройствами мощности.
Приведу ещё пару информативных графиков. Первый - зависимость мощности модуля ТЕС1-12709 от разности температур его горячей и холодной сторон. Если сравнивать прямые для токов 135 мА и 500 мА, то очень примечателен тот факт, что при увеличении разности температур на 20 °С для 135 мА приводит к увеличению мощности на 0,1 Вт, что составляет 33% от первоначальной мощности. Такое же увеличение разности температур для 500 мА увеличивает мощность модуля на 0,33 Вт, что составляет 60% от первоначальной цифры. Это говорит о том, что ток потребления от элемента Пельтье - очень важный параметр эксплуатации его в качестве электрогенератора. Второй график - вольт-амперная характеристика того же модуля. Здесь наглядно можно сравнить максимальные мощности при разном перепаде температур. Площадь треугольника, образованного соответствующей прямой и осями координат и есть максимальная мощность элемента Пельтье при данной разности температур.

Зависимость мощности ТЕС1-12709от разности температур на его сторонах.Вольт-амперная характеристика ТЕС1-12709

Ну чтож, все графики начерчены, все таблицы заполнены, теперь можно и помечтать. В целом если прикидывать энергопотребление в походе по максимуму, то получается следующее:
 • GPS-навигатор - 0,3 Вт х 10 ч = 3 Вт*ч в день;
 • фотоаппарат (зеркалка Canon) - аккумулятор 8 Вт*ч на 4 дня = 2 Вт*ч в день;
 • видеокамера (видеорегистратор для запечатления интересных моментов поездки, около 1 часа видео в день) - 1,6 Вт*ч в день;
 • сотовый телефон - около 0,2 Вт*ч в день;
 • светодиодный фонарик для подсвечивания стоянки вечером - 2 Вт*ч в день.
Итого получаем: 3 + 2 + 1,6 + 0,2 + 2 = 8,8 Вт*ч в сутки. С учётом потерь при зарядке аккумуляторов этих устройств и непредвиденные траты можно с лёгкостью округлить эту цифру до 10 Вт*ч в сутки, что приблизительно равно трём NiMH аккумуляторам формфактора АА (по 3,2 Вт*ч). Будем считать, что именно это количество электроэнергии позволяет комфортно путешествовать по ранее запланированному маршруту не ограничивая свои творческие позывы. Этот расчёт более-менее верен для одиночной вылазки или группы из двух человек. Если народу больше, то тут на каждого добавляется дополнительный потребитель, будь то сотовый или ещё один фотоаппарат. Я думаю что на каждого "лишнего" участника можно смело прибавлять по 1 Вт*ч, то есть для группы из 6-ти человек комфортный уровень энергопотребления составит 14 Вт*ч или около 4,5 аккумулятора АА. Предположим что поход длиться 10 дней, то для группы из 2-х человек понадобится 100 Вт*ч энергии, это 31 NiMH аккумулятор общей массой 31 х 31,5 = 976,5 г. То есть почти 1 кг аккумуляторов. Если брать щелочные батарейки, то самые лучшие отдают 2,2 Вт*ч и их потребуется 45 штук. Массу их не знаю, но даже если они по 25 г, то в сумме уже больше килограмма набирается. Для группы из 6-ти человек общее количество электроэнергии составляет 140 Вт*ч, это почти 44 аккумулятора массой 1386 г или 64 батарейки ещё большей массой. Если брать с собой LiPo аккумуляторы, какие используют моделисты, то для двух человек это будет аккумулятор массой 100 Вт*ч ÷ 160 Вт*ч/кг = 0,625 кг или 625 г. Для группы из 6-ти человек масса LiPo аккумулятора составит 875 г.
Теперь прикинем как обстоят дела с термогенератором. Допустим у нас модуль (или модули) ТЕС1-12709, греем его не выше 150 °С, охлаждаем в ручье с температурой 15 °С, то есть на холодной стороне будет 20 °С, перепад температур 150 - 20 = 130 °С. Для такого значения разности температур у меня нет показателя эффективности, придётся считать. Берём два максимальных значения на графике зависимости эффективности от тока для ТЕС1-12709, например 13,6 мВт/°С для усреднённой разности температур 71 °С и 15,7 мВт/°С для 87 °С и рассчитываем на какую величину увеличилась эффективность при повышении разности температур на 87 - 71 = 16 °С. Получается на 2,1 мВт/°С. А дальше по пропорции: если увеличение разности в 16 °С привело к увеличению эффективности на 2,1 мВт/°С, то увеличение разности на 130 - 87 = 43 °С приведёт к увеличению эффективности на (43 х 2,1) ÷ 16 = 5,6 мВт/°С. Значит эффективность при разности температур в 130 °С будет равна 15,7 + 5,6 = 21,3 мВт/°С. В итоге получаем 21,3 х 130 = 2769 мВт или 2,8 Вт. Это довольно близкое к реальности значение если судить по тому, что в некоторых видеоэкспериментах два модуля выдавали 4...6 Вт. Чтобы с помощью одного модуля получить 10 Вт*ч энергии, надо чтобы генератор работал 10 ÷ 2,8 = 3,57 ч, а для 14 Вт*ч - 5 часов. То есть если использовать термогенератор состоящий из 2-х элементов Пельтье, то выработка электроэнергии даже для большой группы не занимает очень много времени.
Единственная серьёзная проблема, возникающая при производстве электричества в походе этим методом - это рассеяние тепла на холодной стороне. Самый лучший и оптимальный - водяное охлаждение, так как вода имеет большую теплоёмкость. В этом плане водным туристам повезло больше, чем велосипедистам: у них способ передвижения связан именно с водой и если продумать конструкцию генератора (очень странно, почему она до сих пор не продумана и не реализована в промышленных объёмах), то выработка электроэнергии у них может происходить во время движения. Генератор частично погружён в воду, частично плавает на поверхности. В печь по мере расходования подгружается топливо, снаружи это всё охлаждается водой. Топливо собирается и готовиться на привале.
Если заморачиваться с собиранием дров и сосновых шишек не хочется, то можно подумать над конструкцией газовой печи. Тут стоит немного посчитать. Итак, имеем:
баллон сжиженного газа для газовых горелок с топливом массой 450 г.;
состав: изобутан - 72%, пропан - 22%, бутан - 6%, в пересчёте на массу это 324 г, 99 г и 27 г соответственно;
теплоты сгорания для этих газов равны соответственно 49,22 МДж/кг, 48,34 Мдж/кг и 49,34 МДж/кг.
После умножения и сложения имеем 22,07 МДж в одном баллоне сжиженного газа. Принимаем КПД нашего генератора равное 1%, следовательно получаем в качестве электроэнергии 220 кДж, что составляет 61,3 Вт*ч. С чем можно сравнить? Ну например с 19-тью NiMH аккумуляторами АА. Не густо и довольно накладно, газ не дешёв.
Раз использовать газ дорого, то можно придумать что-то с использованием жидкого топлива, например бензина. Я немного порылся в интернете на предмет дешёвого катализатора для каталитических горелок, но кроме оксида хрома (VI), полученного из бихромата аммония ничего не нашёл. Да и с ним не всё так гладко, но при желании, путём некоторого количества экспериментов можно и тут добиться стабильных положительных результатов. В каталитических грелках китайского производства скорее всего используются элементы платиновой группы в микроколичествах. Вот бы катализатор как в этой грелке, но большего размера для элементов Пельтье. Получился бы компактный и лёгкий генератор. Теплота сгорания бензина 44,5 МДж/кг, плотность 0,74 кг/л, с одного литра бензина имеем 33 МДж энергии, при 1%-ном КПД это 330 кДж  или 91,6 Вт*ч электроэнергии (28 аккумуляторов АА). Более бюджетный вариант, но всё таки собирать и заготавливать имеющееся в природе бесплатное топливо естественно выгоднее, и у него нет одной очень неприятной особенности, присущей тем запасам, которые покупаются в магазине - оно не заканчивается в самый неподходящий момент.


Можно и дальше разглагольствовать и мечтать, но всё таки подведём итог. Использовать элемент Пельтье (или термоэлектрический модуль) для выработки электроэнергии в походных условиях можно и, при использовании подножного топлива природного происхождения, достаточно выгодно. Использовать такие генераторы удобнее в водных походах так как есть возможность вырабатывать электричество во время движения по маршруту. В велопоходах это возможно только на стоянке. Ну и конечно такие генераторы имеют смысл только в дальних походах по малонаселённой местности.


P.S.
Присмотрел у одного китайского продавца модуль на 230 Вт (ТЕС1-12726). Хочу попробовать как он будет вырабатывать электричество, так что продолжение следует...


Категория: Генераторы и преобразователи | Добавил: inerton (09.02.2012) E W
Просмотров: 108550 | Комментарии: 47 | Рейтинг: 3.4/7
Всего комментариев: 47« 1 2 3 4 5 »
0   Спам
11 inerton   (11.11.2012 14:06) [Материал]
Ну если есть куча дешёвых (или бесплатных) модулей Пельтье и хочется немного поморочится, то давай посчитаем. cool
Сначала выбираем зону выхлопной системы, где температура газов не превышает 180 град. С., а лучше 150. Ведь их температура сильно зависит от режима работы двигателя. Ну пусть будет 150. Затем надо придумать конструкцию радиатора, чтобы охлаждать холодные стороны ТЭКов. Пусть температура этого радиатора будет 50 град С. Итого имеем разницу в 100 градусов. Это конечно идеальный вариант по факту скорее всего будет меньше.
Напряжение на модуле при разнице температур в 100 град. надо определить экспериментально. Пока примем его равным 3 В (исходя из моего ТЕС1-12706). Соединяем 5 модулей последовательно, получаем 15 В. Вешаем на "плюс" диод, анодом к модулю. Всего потребуется количество модулей кратное 5-и. На каждую пятёрку модулей, соединённых последовательно, вешаем свой диод (чтобы ток тёк только от модулей в бортовую систему), лучше, если это будет диод Шоттки. Соединяем все пятёрки модулей параллельно и подключаем к бортовой сети соблюдая полярность.
Как только ТЭКи выйдут на режим, ток потечёт в бортовую сеть, мощность отбираемая с генератора упадёт.

Но это будет очень дорогая энергия. Чтобы получить 100 Вт (около 10% мощности генератора) понадобиться 50 ТЭКов (10 пятёрок). Скорее всего для них просто не хватит места на выхлопной системе в нужной тепловой зоне и часть их будет работать не в режиме (либо просто не будет работать).
По сути для использования тепла выхлопных газов элементами Пельтье понадобиться разрабатывать специальную выхлопную систему. Я всё таки советую не тратить на это время. Если уж так невмоготу оприходовать это тепло, то посмотри в сторону двигателей внешнего сгорания, например двигатель Стерлинга. И КПД у них выше и температурный диапазон намного шире, чем у ТЭКов.
Вот наткнулся на термогенератор, как раз твой вариант, но там какие-то хитрые модули используют, скорее всего высокотемпературные.

0   Спам
12 Татьяна   (22.04.2013 12:35) [Материал]
Здравствуйте.
Подскажите есть ли возможность использовать элементы Пельтье для выработки электричества для подзарядки автомобильного аккумулятора, который в город таскать проблемно( не допросишься) Ведь там тоже 12 В? Или это утопия?
Старый автоаккумулятор необходим для  питания светодиодной ленты на даче, где электричество больше никакое не предвидится.
Поэтому проблема подзарядки без вывоза автоаккумулятора актуальна. насколько это возможно?

0   Спам
13 inerton   (22.04.2013 22:46) [Материал]
Это возможно. Более того, есть готовые термоэлектрические модули для использования совместно с печным отоплением для выработки электричества. Попробуйте погуглить, я думаю что всё очень быстро найдётся. Но есть одна очень большая неприятность - это цена на эти модули. На те деньги, что за них просят можно купить нормальный бензогенератор, и бочку топлива,  и не в чём себе не отказывать.
Если хотите моё мнение, то я бы смотрел в сторону либо солнечных батарей, либо присмотрел небольшой бензогенератор. Всё таки КПД термоэлектрических модулей несоизмеримо мал, а вот их стоимость несоизмеримо высока и эти две величины делают их эксплуатацию очень нерентабельной.

0   Спам
14 Татьяна   (23.04.2013 08:47) [Материал]
Благодарю за быстрый ответ.  Да я видела  уже в сети печки с элементами Пельтье - цена кусается весьма. Бензогенератор тоже отпадает - шумно и мороки с ним много (мама точно возиться с ним не будет). 
А вот солнечные батареи - интересная тема. На даче у нас радиоприемник работает от солнечной панельки (размером где -то А4, папа делал сам в свое время, он был инженером - конструктором) - это были где то в 90- е годы -  до сих пор пользуемся этой батареей. Уж где он ее покупал не знаю
У меня таких знаний нет как у него, а спросить, увы, уже не получится
Хотя надо отметить солнечные батареи - тоже недешевая вещь, вешать ее на даче  у нас по крайней мере опасно. сосед просто клпитоман какой -то ходит по участкам и все собирает и до этих доберется. Вот и есть такая мысль - может соорудить солнечную батарею для зарядки автоаккумулятора smile
P.S. посмотрела в сети есть "Солнечная водонагревательная система с солнечным коллектором "Сокол" - волшебная вещь smile

0   Спам
15 inerton   (23.04.2013 22:01) [Материал]
Если покупать в иностранных интернет-магазинах, то солнечные панели не так дороги. Вот несколько примеров: 10 Вт за $37, 5 Вт за $29,71, 10 Вт за $33,25, 20 Вт за $48,99. Можете ещё поискать на aliexpress.com или ebay.com. Подключить аккумулятор к солнечной панели можно через диод (чтобы ночью аккумулятор не разряжался через неё) или прикупить недорогой контроллер, например у этого продавца.
Проблема с соседом-клептоманом решается достаточно просто: либо повесить панель высоко от земли на южную стену дачи (хорошо работает зимой, когда солнце проходит низко над горизонтом), можно закрепить её на южной стороне крыши (хорошо для лета, когда солнце восходит высоко над горизонтом), можно установить её в чердачное окно (если оно имеется) или просто поставить в одно из окон. Думаю сосед не будет выбивать стёкла, чтобы удовлетворить себя. Там же можно приобрести видеорегистратор с датчиком движения и подключить его к этому же аккумулятору, а затем показать соседу его клептоманские деяния и пригрозить заявлением в прокуратуру. С большой долей вероятности он излечиться от своего недуга.

0   Спам
16 Владимир   (12.05.2013 12:56) [Материал]
У меня вот вопрос насчет подзарядки элементом пельтье талефонов и прочего. Его можно сразу подключать к устройствам иил же надо придумывать что- то вроде зарядного устройства или импульсного блока питания?

0   Спам
17 inerton   (12.05.2013 19:48) [Материал]
Всё зависит от самого элемента Пельтье. Если использовать те, что я тестил, то мощности одного элемента не хватит. Допустим телефон потребляет 0,5 А (максимальный ток для одного USB от которого его тоже можно заряжать). То есть при зарядке телефон потребляет 5*0,5=2,5 Вт. При средней эффективности протестированных элементов около 10 мВт/град.С нам понадобиться перепад температур на сторонах ТЭМа 2500/10=250 град.С. То есть при температуре "холодной" стороны 20 град.С (охлаждение в проточном ручье) то температура горячей стороны будет составлять 270 град.С, а это много для этих модулей и есть большой риск их разрушения. Значит для зарядки одного телефона нам потребуется два модуля Пельтье соединённых последовательно. На их выходе можно поставить стабилитрон на 5,5 В (помощнее) с резистором, чтобы предохранить электронику от перенапряжения (пёс его знает как этот телефон потребляет ток во время заряда, по-логике в конце заряда он будет потреблять всё меньше и меньше и мы рискует увидеть на выходе нашего термогенератора через чур высокое напряжение). Но это только теория, это надо ещё проверить на практике и лучше не в многодневной автономке, а на даче или в лесочке неподалёку от дома. И телефон в первых опытах лучше заменить на переменный резистор сопротивлением 20...50 Ом (при 10 Ом как раз будет наши 0,5 А) и мощностью больше 5 Вт.

0   Спам
18 Владимир   (13.05.2013 18:23) [Материал]
Спасибо за ответ

0   Спам
19 Владимир   (14.05.2013 11:56) [Материал]
А вот у меня ещевопрос: я протестировал свой элемент Пельтье и у меня вышло что Nмакс. у меня
равна приблизительно 2,76 Вт(N=U*J=2.4В*1.15А), при разности температур около
60С(T1=147, T2=86,7) с дополнительным охлаждением.Что можете посоветовать?

0   Спам
20 inerton   (14.05.2013 21:01) [Материал]
46 мВт/град.С! Это круто! В разы больше, чем мои модули, поздравляю.
Первое что приходит на ум - это уменьшить ток в цепи. По-логике если уменьшить ток в 2 раза (до 0,5 А) напряжение на нагрузке должно увеличиться во столько же раз (ну или примерно во столько же). Если тестил в качестве нагрузки резистором, то попробуй увеличить его сопротивление в 2 раза и посмотри результаты.
Второе - это маленькая разница температур. Горячую сторону лучше не трогать, пусть остаётся кое какой запас прочности у припоя, а вот холодную сторону надо лучше охлаждать. Если увеличить разницу температур в 2 раза (до 120 град.С), то при прежнем токе в цепи напряжение должно тоже вырасти в 2 раза.
Тут просто надо иметь в виду, что модуль Пельтье это преобразователь тепловой энергии, которая движется от его горячей стороны к холодной, в электрическую энергию. КПД модуля почти постоянно и составляет ничтожный 1%. Таким образом чтобы взять от него по-максимуму, надо прокачивать сквозь него много энергии, а количество прокачанной энергии прямо пропорционально разнице температур на его сторонах. А уж дальше, зная выдаваемую электрическую мощность можно подобрать параметры нагрузки (или нагрузок) чтобы получить нужное напряжение (или ток в цепи).

1-10 11-20 21-30 31-40 41-47
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

Copyright by inerton © 2024
При перепечатывании материалов сайта, активная ссылка на //inerton.ucoz.ru обязательна