Peltiér a výroba elektriny z tepla.

[helios]

V tomto bádateľskom chlieviku sa budeme zaoberať pokusmi s peltiérovými termočlánkami (inak nazývanými aj seebeck), kedy sa z odpadového tepla, prechádzajúceho termočlánkom vyrába elektrina. Nejde o nič prevratné, pri účinnosti premeny 1 až 5% mnoho el. energie síce nezískame, ale v niektorých prípadoch aj to málo poteší, ak nám táto energia rozsvieti LED, nabije smartfón prípadne rozohrá rádio bez batérií a iných napájacích zdrojov.

-- Spojený príspevok 02 Aug 2018, 13:38 --

seebeck2.jpg (46.81 KiB) 8139 zobrazení

Tento môj príspevok je prekopírovaný z inej témy kvôli tomu, aby ste ho nemuseli pracne dohľadávať:
https://svetelektro.com/modules.php?nam ... start=1720

Dnes mi prišiel peltier (seebeck) na 300°C od čínskych bratov. Zohnal som väčší chladič, tak som pokračoval v pokusoch. Predchádzajúci je o stránku späť. Jedna sviečka dávala málo tepla, tak som pridal aj druhú. Tieto seebeck články majú vyššiu účinnosť (cca 10%) ako peltiery na chladenie (max. 5%), aj označenie je iné. S týmto článkom, veľkým chladičom a dvoma sviečkami som pri teplotnom spáde 70°C (125°C a 55°C) pri 2V a prúde 177mA (zaťažené meničom na LED), získal výkon cez 350mW, čo už nie je zlé. Chcelo by to väčší zdroj tepla, preto nabudúce hacknem petrolejku.

[helios]

Ďalším výrobkom na bázi Peltiéra je LED svetielko na radiátor. Tu ale musíme kvôli nižšiemu rozdielu teplôt na získanie dostatočného napätia pre menič použiť peltiér s vyšším počtom článkov ako predtým. Ten v príspevku hore mal 142článkov, tento má síce nižšiu max. teplotu (150°C), zato však 271článkov, t.j. skoro dvojnásobné napätie pri rovnakom rozdiele teplôt. Celé jeho označenie je SP1848-27145, ja som ho zohnal na Ebay, majú ho viacerí predajcovia.
https://www.ebay.com/itm/Thermoelectric ... Desc=0%7C0
Čo sa týka mechanického prevedenia, to je zrejmé z obrázkov, peltiér nie je priskrutkovaný, je prilepený termolepidlom, pre chladič platí asi toľko, že čím bude väčší, tým vyšší spád teploty a väčšie napätie dostaneme. Celok drží na radiátore prostredníctvom dvoch magnetov z rozobraného HDD.

Nakoľko budeme pracovať s dosť nízkym napätím, menič používa Ge tranzistor, ktorý je ochotnejší kmitať už okolo 100mV, kremík potrebuje viac. Osvedčili sa mi germániá Tesla rady GC510, 11... alebo GC520, 21..., ale dajú sa použiť aj ich ekvivalenty rady AF...
Stavba samotného meniča nie je zložitá, toroid použijeme, aký máme po ruke, ja som mal krúžky s dierou od 6mm do 10mm, tam stačí navinúť cca. 15 až 20závitov dvoma drôtmi naraz, po navinutí sa spojí koniec jedného vinutia so začiatkom druhého, tento spoj je napájací. Videl som niektorých, čo nemali toroid a vinuli cievku na klinec, toto v tomto prípade nedoporučujem kvôli mizernej účinnosti. Zapojenie meniča je známe ako "Joule thief", existuje v rôznych obmenách, ja som použil základné najjednoduchšie zapojenie. Ďalšie možné varianty zapojenia nájdete na nete pod názvom "joule thief, super thief, hyper thief atď..."

-- Spojený príspevok 02 Aug 2018, 22:36 --

Pri snahe o čo najvyššiu účinnosť meniča je dobré trochu experimentovať, namiesto 1k odporu do báze dáme aspoň 2k2 trimer, ktorým nastavíme najvhodnejší pracovný bod, niekedy ešte pomôže aj premostiť odpor kapacitou od 500pF do niekoľko nF, niekedy zasa nezaškodí dať na vstup napájania meniča elyt zo 10μF, ktorý trochu zmenší kolísanie napájania meniča. Proste, treba sa so zapojením vyhrať.
U mňa som na výstup meniča zapojil RGB LED, a použitím rôznych odporov v napájaní jednotlivých farieb som dosiahol efektu, že pri nízkej teplote začne svietiť najprv červená, potom zelená a napokon sa zmiešajú do bielej. Ale treba sa dosť dlho hrať s vhodnou veľkosťou odporov k jednotlivým farbám.
Prajem veľa zábavy pri konštrukcii tohto neobvyklého zariadenia, ktoré ak nerozbijete, možno Vás aj prežije.

[aladar]

Neskutočné, kam som sa to dostal! Na fóre free energy bláznov je celá sekcia https://overunity.com/joule-thief/ venovaná "Joule thief" zdrojom a jedno diskusné vlákno má 1127 + 43 strán! (https://overunity.com/6123/joule-thief/, https://overunity.com/8334/second-stage ... -circuits/)
Perla je tam vlákno https://overunity.com/13175/25mv-joule- ... nergy-247/, kde zakladatel predstavuje https://www.youtube.com/watch?v=Fzww6yPQMrg "Joule thief" zdroj, ktory mu funguje od 25mV na JFET tranzistore http://www.audiodesignguide.com/DACend2/2sk170.pdf, pricom pod videom tvrdi, ze 2n3972 startuje uz od 22mV, ale nedava dostatocny prud. Jednym 2sk170 mu tecie prud 1mA, tak pouzil 4ks. Najlepsia cena na Aliexpresse za 10ks je 1,13€ https://www.aliexpress.com/item/PSTQE-2 ... 87409.html a za 20ks 1,48€ https://www.aliexpress.com/item/20PCS-K ... 09276.html.
Diskusia o vysokoucinnych(skor nizkoprudovych) LED https://overunity.com/15976/high-effici ... thief-etc/ A keby to nestacilo, tak je tu moznost pulzneho svietenie LED diody: https://www.youtube.com/watch?v=gNbPpG0ezxM#t=117

Este ma pri pozerani diskusie https://overunity.com/14943/joule-thief ... ric-clock/ napadlo, ze by bolo treba zabezpecit napajanie beznych nastennych hodin takymito zlodejmi energie z mobilnych vysielacov a wifin. Aspon v mestach by to mohlo fungovat a bolo by aj menej rusenia a elektrosmogu. Bez trapnej vymeny bateriek do konca zivota. Ktora sa uz nehodi do 21 storocia!

[helios]

Fantázii sa medze nekladú. A ako to býva zvykom, z každej maličkosti sa dá vyrobiť prevratný vynález všetkých čias a popísať o tom na nete tisíce strán chválospevov, za cenu mnoho dolárov vymyslieť zapojenie, ktoré zlepší zapojenie použitím špeciálnych bežne nezohnateľných tranzistorov a iných komponentov. Niektorí dokážu rozsvietiť LED teplom tela, áno, aj to sa dá. Urobme si teda čelovku, plesknime si ju cez hnilíkový pás na čelo, pridajme veľký chladič a tešme sa, ako nám mrzne hlava za slabého svitu ledky. Áno, dá sa to, ale je to naozaj to správne a jedinečné riešenie pre našu skvelú budúcnosť? Samozrejme, odhliadnuc od faktu, že na svit 0.5W ledky potrebujeme z tela odviesť min. 30 až 50W tepelnej energie, čo aj náležite pocítime. To už mi príde lepší nápad použiť palivové články na šťanku, v rozvojových krajinách z toho urobili aj projekt, financovaný z akýchsi špeci fondov. Robiť dnes každý, trochu lepší nápad s použitím mohutných WOW efektov, s veľkými titulkami a lietajúcimi bannermi je možno fajn, ale bežnému smrteľníkovi to moc v živote nepomôže.
Preto sa ja osobne držím skôr jednoduchých a mnou vyskúšaných riešení, ktoré si dokáže každý poskladať doma sám, bez použití ťažko dostupných materiálov. Ja sa držím hlavne jednoduchosti a funkčnosti.

[aladar]

Leziaci clovek ma tepelny vykon 50-70W. Mozog v klude ma spotrebu 40% energie. Tak to by z cela neslo. Viem, ze si to pouzil len ako priklad. Vsak aj ja.
Avsak nastenne hodiny, ktore som meral mali jedny odber 0,230mA, dalsie ~0,2mA a tretie ~0,3mA z 1,5V baterie. A nábojová pumpa má účinnosť 90-95% podľa wikipédie.

[helios]

Na nástenné hodiny s takým malým odberom by sa skôr hodil kvalitný akumulátorček a dobíjať ho malým solárom, ktorý dá potrebný prúd aj z rozptýleného svetla bez nutnosti osvitu slnkom. Samostmievacie zváračské kukly tento spôsob používajú.
Peltiéry by sa v kuchyni dali zužitkovať v prípade, že sa varí na šporhelte na drevo, použili by sa vysokoteplotné 300°C a viac, zamontujú sa medzi dve hliníkové platne, jedna platňa bude na vrchu šporheltu, na vrchnú sa dá hrniec s vodou (polievkou atď), a pri varení sa dá takto získať aj dáka elektrina. Možností je viac. Videl som už aj termočlánok z plynového ventilu, upevnený na komínovej rúre kotla na uhlie, bolo to v pivnici RD, odtiaľ viedli drôty hore do kuchyne, kde bol μA meter, ktorý ukazoval pri rozkúrenom kotli maximum, a keď jeho výchylka klesla pod určenú hodnotu, domáci vedel, že je treba zasa priložiť, nemusel behať hore-dolu kontrolovať kotol.

[aladar]

Solarny panelik montovany priamo do hodin by bol fajn. Ale fajn by bolo, ak by bol spolu s akumulatorom lacnejsi, ako AA bateria, ktora tam vacsinou je. Ale aj trojnasobnu cenu oproti sucasnym hodinam a baterii by trh prezil, ak by s tym mali ludia pokoj "na furt!", alebo povedzme na 10 rokov. Napajanie z elektrosmogu by vyriesilo aj problem s cenou akumulatora a solarneho panelu. Ale moze sa stat, ze vypadne prud a elektrosmog tiez prestane fungovat. Najvhodnejsie je asi maly solar, akumulator, co dokaze napajat bateriu den az tyzden a zberac elektrosmogu. Takto znizime nutnu kapacitu baterie na 0,2mA * 24h = 5mAh. Alebo 35mAh pre 7 dni prevadzku. Pri 2/3 ucinnosti DC-DC zdrojov teda 8 a 55mAh. A ta uz asi nebude drahsia, ako AA bateria. Aku zivotnost ma NiMh bateria? Toto strcim do kazdych hodin https://www.aliexpress.com/store/produc ... 05872.html a este mi ostane miesto na obvod. A zivotnost LiPo? Tam nenachadzam nizsiu a sucasne cenovo dostupnu s kapacitou, nizsou ako 150mah https://www.aliexpress.com/item/50pcs-3 ... 98575.html. 0,5€ bateria, 1€ elektronika a 0,5€ malý solárny panel. zberac elektrosmogu po obruci hodin. To by slo, nie? "Večné hodiny vidím ako praktickejšie využitie "energie povaľujúcej sa po okolí".

"termočlánok z plynového ventilu"? Tam je peltierov clanok? Na vyrobu v nudzi je to fajn, na signalizaciu na radiatore, alebo ako popisujes tiez, ale kto by sa s tym otravoval to davat medzi hrniec a sporak? Iba ak sam vynalezca. A jeho zena by varila vedla, kde by ten peltier nezdrzoval prudenie tepla.

[5ko]

"termočlánok z plynového ventilu"? Tam je peltierov clanok?"

Nie je tam peltier,ale obyčajný kvapkový bimetalový termočlánok.S tým mikroampermetrom sa používal aj na niektorých Gamatkách.
Je to celkom dobrý a jednoduchý nápad,akurát musel asi dlho hladať presné miesto na dymovode,kde mu to ukazovalo teplotu, pri ktorej ešte v kotli horí a nezdochlo úplne.Ale aj tak to môže klamať,pretože tepelnou zotrvačnosťou je dymovod ešte chvílu teplý aj ked už nehorí.No možno to už mal tak vysledované, že sa na to mohol spolahnúť.

[helios]

Na starých bezpečnostných (a aj na nových) plynových ventiloch je jeden termočlánok z dvojkovu, ktorý síce dá len desiatky mV, zato dosť veľký prúd, ktorý stačí na udržanie kotvy elektromagnetu, ktorá je osadená pružinou, čo spôsobí, že pri poklese prúdu elektromagnetom odtrhne kotvu a pružina zatlačí klapku ventilu a zavrie prívod plynu. Princíp termočlánku je rovnaký ako u peltiéra, len tu je len jeden článok, peltiér ich má až stovky v jednom celku. Toľko teória.

5ko,
ten známy mal ten termočlánok osadený na komínovej rúre tesne nad kotlom, maximum výchylky sa dalo nastaviť trimrom v sérii s merákom, (ak bola teplota vyššia, merák išiel za roh, čo mu nijako neuškodilo, len to bolo znamenie, že treba vzduch trochu priškrtiť), ak výchylka klesla pod asi 1/3 stupnice, bol správny čas na kontrolu kotla a prípadné priloženie uhlia do neho. Domácemu vlastne toto zariadenie ušetrilo zbytočné návštevy kotolne v pivnici RD.
Tiež som inde videl ovládanie komínovej klapky cez 8mičku guľatinu, vyvedenú o poschodie vyššie v kuchyni, kedy ak bolo v dome príliš teplo, privretím komínovej klapky sa znížil výkon kotla. Nebolo treba žiadnej elektroniky, poruchových počítačov, žiadny nebezpečný prúd.

[Drakoush]

Nebýva to riešené kapilárou?

[helios]

Tie moderné, prekomplikované kotlové ventily budú najskôr kapilárové, ja mám na mysli tie už 50rokov staré, používané už v historických liatinových kachliach na plyn. Po hodine pátrania na nete som našiel jedného, čo tieto staré ventily ponúka, samozrejme moderné plyno firmy sa tvária, že to už ani nepoznajú...
https://www.sbazar.cz/Pigo/detail/95486 ... spotrebice
Hlavným rozdielom bude asi to, že tie termočlánkové vydržia fungovať desiatky rokov bez problému, kapilárové časom vyfučia a musia sa vymeniť..

[aladar]

...Nebolo treba žiadnej elektroniky, poruchových počítačov, žiadny nebezpečný prúd.

Tie moderné, prekomplikované kotlové ventily budú najskôr kapilárové, ja mám na mysli tie už 50rokov staré, používané už v historických liatinových kachliach na plyn. ....
Hlavným rozdielom bude asi to, že tie termočlánkové vydržia fungovať desiatky rokov bez problému, kapilárové časom vyfučia a musia sa vymeniť..

Tak je ta elektronika poruchovejsia, alebo nie? Ako kedy? Ze prave na tomto fore niekto, kto sa vyzna toto tvrdi mi je zahadou. Ked sa jedna o jednoduchu vec, ktora sa da vyriesit palicou z kotolne, tak je mozno elektronika problemom. Ale tu palicu z kotolne musi tiez niekto ovladat a nezabudnut na nu. A aby mu to dobre fungovalo v roznom pocasi, to uz mechanicky nezabezpeci tak odolne, ako cez elektroniku. Ten priklad s kominovou klapkou je celkom fajn, ale chlapik isto vedel, ako ma otvorenu dusivku, cize spodnu klapku. Teplota v komine zavisi nielen od mnozstvo vzduchu skrteneho kominovou klapkou a samozrejme faze horenia paliva, ale aj od pootvorenia dusivky. A otvorena kominova klapka je skor na skodu, cize znizenie ucinnosti. Pokial nezabranuje znizeniu teploty spalin pod 65C a kondenzacii sajrajtu, ak sa jedna o drevo napriklad. Takze ako mechanicky zabezpecit, aby bola teplota na vrchu komina nad 65C, obsah kysika v spalinach bol najblizise k 6% pre najlepsiu ucinnost a do domu islo mnozstvo tepla, ktore dom aktualne potrebuje? Asi ziadno. Alebo tak s 50-70% ucinnostou oproti zabezpeceniu tejto agenty elektronicky. A elektronika sa moze pokazit raz za X mesiacov, alebo rokov, ale nezabudne prilozit, alebo priskrtit klapku, ako neelektronicky cloviecik v kuchyni.

Zaujimalo by ma aj tak, ci nemaju tie "vyfuciavacie" termostaty a regulatory dake vyhody oproti tym, co tu popisujete. Ak je jediny dovod iba pritomnost kurvitka, pochybujem, ze by sa nenasiel vyrobca, co by ich nevyrabal.

Hodiny bez starostio o batériu:
Solarny panelik montovany priamo do hodin by bol fajn. Ale fajn by bolo, ak by bol spolu s akumulatorom lacnejsi, ako AA bateria, ktora tam momentalne je. Ale aj trojnasobnu cenu oproti sucasnym hodinam a baterii by trh prezil, ak by s tym mali ludia pokoj "na furt!". Napajanie z elektrosmogu by vyriesilo aj problem s cenou akumulatora a solarneho panelu. Ale moze sa stat, ze vypadne prud a elektrosmog tiez prestane fungovat. Najvhodnejsie je asi maly solar, akumulator, co dokaze napajat bateriu den az tyzden a zberac elektrosmogu. Takto znizime nutnu kapacitu baterie na 0,2mA * 24h = 5mAh. Alebo 35mAh pre 7 dni prevadzku. A ta uz asi nebude drahsia, ako AA bateria.

[helios]

Jediná výhoda kapilárového systému je v tom, že membrána, ovládajúca ventil sa hýbe tam a späť, čím je možné priamo regulovať prietok média. Termočlánkový systém slúži len na zatvorenie prívodu plynu v prípade zaniknutia ohrevu termočlánku, znovu spustenie treba urobiť manuálne. V modernejších regulačných ventiloch sú použité často oba systémy, termočlánok na stráženie plameňa, kapilára na reguláciu množstva pretekajúceho plynu.

[mac26]

Naramkove solarne hodinky sa robia uz davno, sam ma par rokov take (W-S200H). Takze predpokladam, ze nastenne nemoze byt problem urobit.

[helios]

Solárne kalkulačky, úplne bez batérie som zažil už niekedy v 80tich rokoch, dávala ich ako darček jedna rakúska banka. Akurát potrebovali silné svetlo, v šere kalkulačka nefungovala. Dnes sú síce v predali vraj solárne kalkulačky známej čínskej kvality, kde je solárny článok nahradený nálepkou, pripomínajúcou solár.

[aladar]

Vsak mne je jasne, ze by solarne napajanie nastennych hodin fungovalo. Pravda, este som sa nestretol so "solarnou" kalkulackou bez realneho solarneho panelu. Len mi nie je jasne, preco hodiy so solarnym napajanim doteraz nikto nevyraba. To je barbarstvo takto nicit prirodne zdroje a obtazovat majitela hodin kazdorocnou potrebou vymeny baterky!

[zdeno6505]

Len mi nie je jasne, preco hodiy so solarnym napajanim doteraz nikto nevyraba.

Ale vyrába, len cena je niekde inde ako na tržnici.
napr.
https://www.heureka.sk/?h%5Bfraze%5D=solarne+hodiny&m=f

[aladar]

Klikol som na najlacnejsie za 30€ a tam toto: "V zimných mesiacoch je v prípade nedostatočného príkonu potrebné dobiť batériu v nabíjačke, event. dočasne nahradiť obyčajnú AA batériu." https://www.hodiny-na-stenu.sk/solarne- ... clock-17cm Cize ziadna uspora ostary so zistenim zleho casu a vymenou baterie. Co za leto nie je dost svetla na nabitie baterie na zimu? 0,2mA * 24 hodin * 100 dni = 480mAh. To nema ich AA bateria kapacitu 500mAh???

[zipaj]

pred viac ako 60 rokmi to súdruhovia v sovietskom zväze bez peltiera vyriešili takto:

[helios]

Je to rovnaký princíp ako u Peltiera, veľa článkov z dvojkovu zapojených do série, len v 50tych rokoch ešte nevyrábali také typy ako teraz. Potom sa v ére lacnej elektriny na tento princíp viac-menej zabudlo, oživili ho až peltiéry, používané v chladničkách, aby sa neskôr začali používať aj na výrobu tepla z rozdielu teplôt.