Generador de un elemento Peltier. Consejos: cómo generar electricidad gratis

En este último artículo, les diré que estos módulos no solo son capaces de proporcionar una diferencia de temperatura decente en sus lados al consumir electricidad, sino que también son capaces de generar electricidad si un lado del elemento se enfría a la fuerza y ​​el otro se calienta.

Sin carga, diferencia de temperatura ~100°C

En estas pruebas se presentó voluntario un pequeño módulo TB109-0.6-0.8, con una superficie de sólo 3,12 cm2. Permítanme recordarles su función, apariencia y características:

Para probar Peltier en modo generador eléctrico se montó un pequeño soporte, que contiene los siguientes dispositivos: también se necesitaba un calentador, un voltímetro, un amperímetro y una carga, un radiador y un trozo de hielo en una bolsa impermeable, y por supuesto el propio TB109-0.6-0.8 experimental. El calentador era una resistencia de 20 W y 5,6 ohmios, que se calentaba a unos 80-90 grados. Para mejorar el contacto térmico del elemento Peltier con el calentador, se utilizó una junta termoconductora Namaconda, extraída de alguna fuente de alimentación de computadora desgastada.

Empecemos a probar.

La primera prueba se realizó con una carga de 1 ohmio conectada a los pines Peltier y se utilizó un radiador a temperatura ambiente como enfriador.

Logramos obtener 0.117V del módulo a una corriente de 119.5mA o 14mW, con una diferencia de temperatura de aproximadamente 60 grados.

Carga 1 ohmio, diferencia de temperatura ~100°C

Con una diferencia de temperatura de 100 grados, el módulo produjo mejores resultados, a saber: 0,21 V 0,22 A o 46 mW.

La siguiente prueba se realizó con una carga de 20 ohmios.

Carga 20 ohmios, diferencia de temperatura ~100°C

El módulo produjo 1,31 V a una corriente de 66 mA o 86 mW.

En inactivo, primera foto, el módulo producía 2,19 V.

Conclusión: los módulos Peltier se pueden utilizar con éxito para generar electricidad. Si el módulo contiene 109 termopares, con un área de 3,12 cm2. con una diferencia de temperatura de 100 grados, pudo producir 86 mW a un voltio y medio y más de 2 V en inactivo, luego un módulo con un área mucho mayor y una diferencia de temperatura es suficiente para alimentar un pequeño iluminador LED o una radio , o para cargar baterías. Pero, lamentablemente, su uso está muy limitado por su precio.

Ejemplos de aplicación: varios TAG, desde los turísticos portátiles, que se pueden colocar en una olla junto al fuego y escuchar la radio, hasta los RTG, que se utilizan para alimentar objetos autónomos remotos y de difícil acceso (por ejemplo, faros ) o en satélites espaciales.

Agradecimiento por los módulos proporcionados a la empresa – Radioelectrónica.

Continuando con el tema de los dispositivos caseros.
En esta ocasión hablaremos de un generador de temperatura basado en elementos Peltier.

Los elementos Peltier son artilugios tan pequeños (generalmente de 4x4 cm) que consisten en placas de cerámica y un bimetal entre ellas, a través de las cuales se genera una corriente eléctrica cuando un lado se calienta y el otro se enfría. O viceversa, aplicando corriente calentamos un lado y enfriamos el otro. Esta propiedad de los elementos Peltier se utiliza en la fabricación de refrigeradores portátiles, pero lo que más me interesa es la capacidad de generación de estos dispositivos.

De hecho, muy conveniente. Calienta un lado del elemento, enfría el otro y obtienes suficiente corriente y voltaje para cargar, por ejemplo, un teléfono celular u otros dispositivos electrónicos. Generalmente tengo problemas con la electricidad, no sucede a menudo, por lo que necesito algo así con urgencia. No, por supuesto, los paneles solares pueden solucionar parcialmente el problema de la falta de electricidad. Esta, en esta etapa, generalmente la considero una de las mejores fuentes de energía alternativa. Por eso, también tengo una batería solar (de la que hablaré más adelante), pequeña, pero suficientemente potente para mí. Produce entre 1 y 1,5 amperios con un voltaje de 5 a 15 voltios.

Pero el sol no siempre está ahí, por lo que el termogenerador resultó ser más necesario. Sí, incluso fuera de la civilización es necesario, y creo que a los supervivientes también les interesan esas cosas.

Para crear un termogenerador, no todos los elementos Peltier son adecuados, solo aquellos que mantienen una temperatura de 300 a 400 grados. Por supuesto, es posible fabricar un generador a partir de elementos ordinarios, los que se utilizan en los frigoríficos, pero sólo a modo de experimento. Porque tan pronto como se sobrecaliente, el elemento fallará. Puede comprar elementos de alta temperatura a los estadounidenses o a los chinos. (Una pequeña digresión sobre los chinos: leyendo mi blog, puede que os hagáis una idea equivocada de que tengo una mala actitud hacia China o hacia los chinos. Al contrario, admiro a China, lo que no me impide creer que este es nuestro país más enemigo probable. Nuevamente, los alemanes también cuando eran nuestros enemigos, y los franceses, y quienes no lo eran. ¿Y qué? Si hay una guerra, odiaremos, pero por ahora somos amigos, especialmente porque todo lo hará. terminará al final, como fue el caso antes de otras naciones. Y después de todas las guerras, los rusos y los chinos se convertirán en hermanos para siempre.)
Puedes adquirir elementos a tus compatriotas, pero a un precio fabuloso, y ese no es nuestro camino.

Entonces mi termogenerador se calienta con un quemador de aceite (usando aceite de girasol normal y más barato).

Que se coloca en una carcasa plegable de este tipo, que consta de una lata, un regulador de altura del quemador y el propio elemento Peltier.

El quemador también consta de una lata y una mecha de carbón.

Puedes hacer una mecha de este tipo usando estas instrucciones en video.

Personalmente, hago estas mechas con brasas; los residentes avanzados de las grandes ciudades pueden simplemente comprar carbón en una tienda. Un quemador de este tipo es bueno en sí mismo; puede usarse como fuente de iluminación, en lugar de velas. No necesita mucho aceite para funcionar, no produce mucho humo y puede arder durante días.

Se trata de un elemento Peltier; encima se coloca un radiador para enfriar un procesador de computadora, con un ventilador.

Este es el regulador de nivel de fuego del quemador. Lo hice a partir de un CD-ROM muerto. Se puede hacer con cualquier cosa, siempre y cuando tu imaginación funcione.

Tengo un elemento Peltier (en esta versión, dos o tres elementos, uno encima del otro, todos lubricados con pasta térmica) intercalado entre un radiador de refrigeración y un radiador de calefacción.

Llené el espacio alrededor del elemento con goma (de los tacones de zapatos innecesarios) y lo pegué todo con sellador térmico para automóviles.

El ventilador de refrigeración estaba hecho de un motor de 3 voltios del mismo CD-ROM defectuoso y las aspas de un ventilador estándar de un refrigerador de computadora. El motor y el ventilador se conectaron mediante superpegamento chino y un soporte para discos del mismo CD-ROM. El resultado es un ventilador de refrigeración que empieza a funcionar a un voltio y medio y consume muy poca corriente.

Para el radiador de calefacción, tomé un radiador de un antiguo refrigerador de procesador.

El voltaje, de unos 6 a 8 voltios, va al convertidor, donde disminuye a los cinco voltios necesarios para los dispositivos.

Ya he escrito sobre este convertidor.

Aquí está el generador ensamblado. Tan pronto como (en uno o dos minutos) el voltaje generado alcanza un voltio y medio, el ventilador de enfriamiento comienza a girar y el lado frío del elemento comienza a enfriarse. El termogenerador entra en modo de funcionamiento al cabo de unos minutos. Puede alimentar guirnaldas de LED y cargar dispositivos electrónicos. Mi generador produce unos 400 miliamperios de corriente a 5 voltios. La intensidad actual depende del elemento utilizado. Si es posible pondré mejores elementos.

Además, este dispositivo, si se quita la parte del generador, se puede utilizar como quemador normal para hervir agua. Normalmente lleno el frasco hasta la mitad y hierve en 10-15 minutos.

Una gran cantidad de dispositivos electrónicos absorben energía eléctrica, que debe renovarse constantemente. Mientras viaja, debe llevar consigo fuentes de corriente química o generar electricidad a partir de energía mecánica mediante dispositivos complejos y voluminosos.

Tipo de generador termoeléctrico

Incluso antes, Seebeck descubrió la aparición de termo-EMF en un circuito de conductores diferentes cuando se mantienen diferentes temperaturas en el punto de contacto. A partir de efectos termoeléctricos se creó el llamado elemento o módulo Peltier, que consta de 2 placas cerámicas con un bimetal situado entre ellas. Cuando se aplica corriente eléctrica a través de ellos, un lado de la placa se calienta y el otro se enfría, lo que permite crear refrigeradores a partir de ellos. La siguiente figura muestra módulos de diferentes tamaños utilizados en tecnología.

Módulos Peltier de diferentes tamaños.

El proceso es reversible: si se mantiene una diferencia de temperatura entre los elementos de ambos lados, generarán corriente eléctrica, lo que permite utilizar el dispositivo como generador termoeléctrico para generar una pequeña cantidad de electricidad.

El efecto Peltier es la liberación de calor en el punto de contacto de conductores diferentes cuando una corriente eléctrica fluye a través de ellos.

Principio de funcionamiento de los módulos.

En el contacto de conductores diferentes, se libera o absorbe calor dependiendo de la dirección de la corriente eléctrica. El flujo de electrones tiene energía potencial y cinética. La densidad de corriente en los conductores en contacto es la misma, pero las densidades de flujo de energía son diferentes.

Si la energía que fluye hacia el contacto es mayor que la energía que sale de él, esto significa que los electrones se ralentizan en el punto de transición de una región a otra y calientan la red cristalina (el campo eléctrico ralentiza su movimiento). Cuando cambia la dirección de la corriente, se produce el proceso inverso de aceleración de los electrones, cuando se toma energía de la red cristalina y se produce su enfriamiento (las direcciones del campo eléctrico y el movimiento de los electrones coinciden).

La diferencia de energía de las cargas en los límites de los semiconductores es máxima y el efecto se manifiesta allí con mayor fuerza.

Módulo Peltier

El más común es el módulo termoeléctrico (TEM), que son semiconductores de tipo p y n conectados entre sí a través de conductores de cobre.

Diagrama del principio de funcionamiento del módulo.

En un elemento hay 4 transiciones entre metal y semiconductores. En un circuito cerrado, el flujo de electrones se mueve desde el polo negativo de la batería al positivo, pasando secuencialmente por cada transición.

Cerca de la primera transición del semiconductor tipo cobre-p, se libera calor en la zona del semiconductor a medida que los electrones se mueven a un estado con menor energía.

Cerca del siguiente límite con el metal en el semiconductor, el calor se absorbe debido a la "succión" de electrones de la zona de conductividad p bajo la influencia de un campo eléctrico.

En la tercera transición, los electrones ingresan al semiconductor tipo n, donde tienen mayor energía que en el metal. En este caso, se absorbe energía y el semiconductor se enfría cerca del límite de transición.

La última transición va acompañada de un proceso inverso de liberación de calor en el semiconductor n debido a la transición de electrones a una zona con menor energía.

Dado que las transiciones de calentamiento y enfriamiento se encuentran en planos diferentes, el elemento Peltier se enfriará desde arriba y se calentará desde abajo.

En la práctica, cada elemento contiene una gran cantidad de transiciones de calentamiento y enfriamiento, lo que conduce a la formación de una diferencia de temperatura notable, lo que permite crear un generador termoeléctrico.

¿Cómo es la estructura del módulo?

El elemento Peltier contiene una gran cantidad de paralelepípedos semiconductores de tipo p y n, conectados en serie con puentes metálicos: contactos térmicos, el otro lado en contacto con la placa de cerámica.

Como semiconductores se utilizan telururo de bismuto y germanuro de silicio.

Ventajas y desventajas de TEM

Las ventajas de un módulo termoeléctrico (TEM) incluyen:

• tamaños pequeños;
• la capacidad de operar tanto refrigeradores como calentadores;
• reversibilidad del proceso al cambiar de polaridad, lo que le permite mantener un valor de temperatura exacto;
• ausencia de elementos móviles que suelen desgastarse.

Desventajas de los módulos:

• baja eficiencia (2-3%);
• la necesidad de crear una fuente que proporcione una diferencia de temperatura;
• consumo de energía significativo;
• alto costo.

A pesar de las desventajas, los TEM se utilizan cuando los grandes costes energéticos no son importantes:

• refrigeración de chips, piezas de cámaras digitales, láseres de diodo, osciladores de cuarzo, detectores de infrarrojos;
• el uso de cascadas TEM para conseguir bajas temperaturas;
• creación de frigoríficos compactos, por ejemplo, para automóviles;
• Generador termoeléctrico para cargar dispositivos móviles.

Con baja productividad, es recomendable utilizar TEG en condiciones de campamento, donde es necesario obtener electricidad para cargar un teléfono celular o una bombilla LED. La simplicidad del diseño le permite hacer un generador eléctrico con sus propias manos.

Las fuentes alternativas también incluyen paneles solares o un generador eólico. Los primeros requieren condiciones especiales: la presencia de luz solar, que puede no siempre estar disponible. Otra fuente es grande y requiere viento. Otra desventaja es la presencia de piezas móviles que reducen la fiabilidad y son pesadas.

Termogeneradores industriales

BioLite ha desarrollado un nuevo modelo para senderismo que le permite cocinar alimentos en una estufa de leña portátil y compacta y al mismo tiempo cargar su dispositivo móvil desde el TEG incorporado.

Estufa de leña portátil compacta

El dispositivo será útil en todas partes: pesca, senderismo, en la casa de campo. Todo lo que arde se puede utilizar como combustible.

Cuando el combustible se quema en el horno, el calor se transfiere a través de la pared al módulo, que genera electricidad. A un voltaje de 5 V, la potencia de salida es de 2 a 4 W, lo que es suficiente para cargar muchos tipos de dispositivos móviles y operar iluminación LED. La flecha roja muestra la dirección del movimiento del calor, la flecha azul muestra el aire frío en la cámara de combustión, la flecha amarilla muestra el suministro de electricidad para girar el ventilador de entrada de aire y la salida del generador a través de USB.

Esquema de funcionamiento de BioLite TEG en madera.

El horno generador Indigirka, desarrollado por la empresa Kryotherm de San Petersburgo, tiene las siguientes características:

• potencia térmica – 6 kW;
• peso – 56 kg;
• dimensiones – 500x530x650 mm;
• correo electrónico potencia a voltaje 5V - 60 W.

La estufa es una estufa de calefacción y cocción convencional, con generadores termoeléctricos colocados en ambos lados.

¿Cómo es el horno generador termoeléctrico de Indigirka?

El dispositivo es bastante conveniente, pero el precio es impresionante: 50 mil rublos. Aunque la estufa está diseñada para acampar, claramente no será asequible para los cazadores y pescadores comunes. Como sistema de calefacción, no es mejor que los modelos convencionales y más baratos.

Si conecta un TEG a una estufa simple, un dispositivo casero funcionará perfectamente.

TEG de bricolaje

Para montar un generador termoeléctrico con sus propias manos, necesitará los siguientes elementos:

1. Módulo. Para generar corriente eléctrica, no se pueden utilizar todos los módulos, sino solo aquellos que pueden soportar un calentamiento de hasta 300-400 0 C. Es necesario tener una reserva de calefacción, ya que incluso con un ligero sobrecalentamiento el elemento falla. Los modelos más habituales son el tipo TEC1-12712 en forma de placas cuadradas con un tamaño de lado de 40, 50 o 60 mm.

Si tomamos el tamaño máximo, bastará con utilizar un elemento en un diseño de bricolaje. Los primeros 3 dígitos de la marca, 127, significan cuántos elementos hay en 1 placa. Los últimos números muestran la corriente máxima permitida, que es de 12 A.

1. Convertidor de impulso. Es necesario obtener un voltaje constante de 5V. El generador puede producir menos voltaje, que debe aumentarse. Los dispositivos se fabrican en el extranjero (tipos 5V NCP1402 y MAX 756) y nacional (3,3V/5V EK-1674). Para cargar tu teléfono móvil, debes elegir un dispositivo con conector USB.
2. Calentador. Las opciones más sencillas son un fuego, una vela, una lámpara casera o una estufa en miniatura.
3. Enfriador. La forma más sencilla es utilizar agua o, en invierno, nieve.
4. Elementos de conexión. Se necesita equipo para crear la máxima diferencia de temperatura posible entre los dos lados de la placa. Aquí la elección depende de los artesanos; la mayoría de las veces utilizan 2 tazas o cacerolas de diferentes tamaños, cuyos mangos se cortan y se insertan uno dentro del otro. Entre ellos se coloca un módulo y se fija con pasta térmica. Se sueldan 2 cables y se conectan a un convertidor de voltaje.

Para aumentar la eficiencia del generador, se deben pulir los fondos de las superficies metálicas de tazas o sartenes en contacto con la placa del generador. Además, se aplica sellador resistente al calor a los espacios entre los fondos de las tazas más pequeñas y más grandes. Entonces el calor de la calefacción se localizará en la ubicación del módulo.

Los cables entre el módulo y el convertidor están protegidos con aislamiento y sellador resistentes al calor.

Se vierte agua en la taza interior y se prende fuego a toda la estructura. Después de unos minutos, podrás comprobar el voltaje de salida con un multímetro.

Para montar usted mismo un generador termoeléctrico, necesitará los siguientes materiales:

1. elemento Peltier;
2. una carcasa hecha de una vieja fuente de alimentación de computadora para hacer una mini cámara de combustión;
3. convertidor de voltaje con salida USB a 5V con entrada 1-5V;
4. radiador con enfriador de procesador;
5. pasta térmica.

Los costes aquí son pequeños y el dispositivo es bastante capaz de cargar un teléfono móvil. El generador autoensamblado es un análogo del modelo extranjero de BioLite. Si lo ensambla con cuidado, el dispositivo funcionará de manera confiable durante mucho tiempo, ya que aquí no hay nada que romper. Sólo es importante no sobrecalentar el elemento Peltier, lo que podría provocar su fallo.

Cuando se utiliza un enfriador para enfriar un radiador, se debe conectar a un generador, después de lo cual parte de la energía generada se gastará en enfriar.

A pesar del consumo energético adicional, la eficiencia de la instalación aumentará. Si el radiador se calienta mucho durante el funcionamiento, es necesario tomar medidas para enfriarlo. De lo contrario, la eficiencia operativa del generador será baja.

Las características del generador son las siguientes:

• voltaje de salida – 5V;
• potencia de carga – 0,5A;
• tipo de salida – USB;
• combustible - cualquiera.

El dispositivo se fabrica de la siguiente manera:

• desmontar la fuente de alimentación, dejando la caja;
• Pegue el módulo Peltier al radiador con pasta térmica. Es necesario pegar con el lado frío donde se aplica la marca;
• limpie y pula la superficie lateral exterior de la carcasa de la fuente de alimentación y pegue el elemento con el otro lado (junto con el radiador);
• Suelde los cables de la entrada del convertidor de voltaje a los terminales de la placa.

Puede comprobar el TEG colocando ramas delgadas dentro de la cámara de combustión y prendiéndoles fuego. Después de unos minutos, puede conectar su teléfono, lo que requiere una diferencia de temperatura de 100 0 C entre los lados del módulo para recargarse. La siguiente figura muestra el generador ensamblado.

Generador termoeléctrico ensamblado con sus propias manos.

Cuando se utiliza TEG, es necesario observar la polaridad de conexión de los módulos.

Video. Generador termoeléctrico

El efecto Peltier permite crear pequeños generadores y frigoríficos que funcionan sin piezas móviles. Mejorar la calidad de los módulos y reducir el consumo de energía de los dispositivos móviles le permite crear un generador termoeléctrico con sus propias manos para cargar baterías y suministrar una pequeña cantidad de energía a varios dispositivos donde la eficiencia no es particularmente importante.

Con dispositivos simples, puede aprovechar la pérdida de calor al calentar aire o líquidos. En este artículo te contamos cómo aprovechar la energía residual de estufas, calderas y fuegos abiertos, convirtiéndola en corriente eléctrica continua de baja potencia.

Cualquier proceso químico ocurre con la liberación de varios tipos de energía. En todo momento se ha utilizado una fuente tan poderosa como la combustión. Se le puede llamar la fuente principal de calor y luz. Casi todas las sustancias de la Tierra se queman, liberando calor y luz en diferentes cantidades. Convertir energía térmica en energía eléctrica no es difícil si se tiene a mano una turbina de vapor en funcionamiento, similar a las instaladas en las centrales térmicas. Se trata de un dispositivo voluminoso y complejo que difícilmente encontrará un lugar en la sala de calderas de una casa de campo. Intentaremos aprovechar el calor que genera la calefacción de una estufa o el calentamiento de agua.

El efecto Peltier es un fenómeno de diferencia de temperatura cuando termopares de dos tipos diferentes de conductores (tipo p y tipo n) interactúan cuando una corriente continua pasa a través de ellos. El efecto Seebeck es una consecuencia del efecto Peltier, cuando se genera una corriente eléctrica cuando se calienta uno de los termopares. No describiremos en detalle la termodinámica del proceso; esta información difícil de entender se puede encontrar fácilmente en la literatura de referencia. Nos interesa el resultado y las opciones para su uso práctico.

Diseño de módulo termoeléctrico.

Un módulo termoeléctrico (TEM) consta de muchos termopares conectados entre sí mediante una placa de cobre. El campo del termopar está pegado entre dos placas cerámicas. Es posible montar un módulo de este tipo sólo en un entorno de fábrica. Pero también puedes montar varios TEM según tus propias necesidades en casa. Los elementos Peltier-Seebeck están disponibles para la venta gratuita en tiendas especializadas (y en sitios web) que venden equipos tecnológicos.

Montaje de un TEM de 5 V

Lo que necesitarás:

• Módulo Peltier TEC1-12705 (40x40) - 2 piezas;
• convertidor de voltaje CC de refuerzo EK-1674;
• lámina de duraluminio de 3 mm de espesor;
• un recipiente de agua con fondo perfectamente plano (cucharón);
• pegamento caliente;
• soldador

De una hoja de duraluminio cortamos dos placas idénticas, un poco más grandes que dos módulos uno al lado del otro. Reforzamos las placas de los módulos por ambos lados con pegamento termofusible. Fijamos (con pegamento termofusible) el “sándwich” resultante al fondo del cucharón. Este diseño ya se puede prender fuego, pero obtendremos 1,5 V inútiles en la salida. Para mejorar el rendimiento, necesitamos un convertidor elevador, que soldamos al circuito. Aumentará el voltaje a 5 V, y esto ya es suficiente para cargar un teléfono móvil.

¡Atención! El convertidor tiene unas dimensiones de 1,5x1,5 cm. Si no tienes conocimientos profesionales, confía la soldadura a un especialista.

La diferencia de temperatura en nuestro diseño se obtiene calentando un lado (del horno o llama) y enfriando el otro (agua en el cazo). Por supuesto, cuanto mayor sea la diferencia, más eficiente será el módulo. Por lo tanto, para funcionar en modo microgenerador, necesitará una temperatura del agua relativamente baja en el cucharón (es mejor reemplazarlo periódicamente). Para generar los codiciados 5 V, basta con colocar la estructura sobre un vaso con una vela encendida.

Combinando proporcionalmente más módulos conseguimos un sistema de generación de energía más eficiente. En consecuencia, al aumentar la estructura, aumentamos proporcionalmente el intercambiador de calor. En este caso, se debe cubrir completamente la superficie a enfriar con un recipiente con agua (la opción más sencilla y económica).

Todo es tan simple que inmediatamente sientes el deseo de ensamblar más módulos en un solo sistema y generar 220 V a partir del fuego. Y luego conecte el calentador de aceite o el aire acondicionado. Un sistema tan simple tiene sus inconvenientes y el principal es la baja eficiencia. Normalmente esta cifra no supera el 5%. Esto da como resultado una corriente relativamente baja de 0,5 a 0,8 A y una potencia muy baja, hasta 4 W.

Para una bomba o una lámpara incandescente esto es insignificante, pero suficiente para:

• cargar baterías hasta baterías de motocicletas (en variantes proporcionales a las necesidades);
• funcionamiento de lámparas de diodos emisores de luz (LED);
• receptor de radio

En invierno, un sistema colocado sobre una fuente de calor ubicada en el exterior funcionará de la manera más eficiente posible.

Costos de materiales para el montaje de un microgenerador termoeléctrico de 5V:

*- este modelo de elemento fue elegido por razones de precio. La gama de TEM de las empresas proveedoras es bastante amplia, lo que permite seleccionar modelos más productivos (hasta 8 V) (son mucho más caros).

Los productos fabricados en fábrica con este diseño apenas comienzan a aparecer a la venta. La producción en serie se realiza en pequeños lotes y el surtido es reducido. El costo de un "cubo" de este tipo comienza en 2500 rublos.

Un generador térmico de fábrica es un dispositivo basado en el efecto Peltier-Seebeck, que se puede conectar directamente a una superficie calentada. Se diferencia del diseño descrito anteriormente por su ejecución de fábrica (y por lo tanto su confiabilidad), la ausencia de un intercambiador de calor líquido (en lugar de aletas para enfriar el aire) y un precio más alto.

Un termogenerador “viajero” estándar tiene las siguientes características:

Como puede verse en la tabla, la confiabilidad y la utilidad de fábrica no son baratas. Sin embargo, no se puede decir que sea funcionalmente superior a la versión casera con balde. Unos impresionantes 13,5 V acelerarán la carga de su teléfono móvil, pero para ello necesitará llevar consigo 2 kg de peso en una caminata, y esto es un lujo inasequible (teniendo en cuenta el tamaño del dispositivo). Y, por supuesto, el precio te hace pensar. Por esta cantidad, puede montar no un "cucharón térmico", sino una "sartén térmica" y cargar fácilmente su computadora portátil. Y un matiz más: el dispositivo aún requiere fijación a una placa de metal si se utiliza un fuego abierto.

En general, esta es una adición agradable y conveniente para aquellos que no tienen problemas con el dinero y el espacio libre en el maletero.

horno de energía

Hoy en día, el horno de energía es la apoteosis del uso de TEM en la vida cotidiana. Se trata de un producto de fábrica, esencialmente una cámara de combustión de “estufa de barriga” para cualquier tipo de combustible sólido con un módulo termoeléctrico integrado. Una opción ideal para pabellones de caza, casas de veraneo, cuarteles de invierno remotos y en general cualquier tipo de vida alejada de la civilización. Diseñado para uso autónomo (sin disipadores periféricos), dispone únicamente de hogar y chimenea. Incluye preparación de alimentos. En este horno están instalados los elementos Peltier-Seebeck más potentes.

Características de los hornos energéticos:

Aunque la estufa es portátil, sin duda es un “peso súper pesado” entre los electrodomésticos. Sin embargo, la gama de funciones de una caldera de energía es bastante amplia: puede incluso cargar baterías de automóviles e iluminar habitaciones enteras con lámparas LED. Para ello hay un lugar en un convoy expedicionario y en un vehículo todoterreno de caza, en una sala técnica y en la casa de campo. Es decir, en este caso siempre tenemos la fuente de calor con nosotros, lo único que tenemos que hacer es buscar combustible.

En su nicho, la estufa de energía es indispensable, aunque la vida útil declarada por el fabricante es un poco alarmante: 10 años. Cabe señalar que, al igual que en un termogenerador, existe la posibilidad de sustitución preventiva (o de emergencia) de todas las piezas hasta la carcasa.

Los módulos termoeléctricos son objetos sumamente interesantes. Además de los métodos de aplicación descritos, también se utilizan para agua y aire acondicionado. Al mismo tiempo, se suministra corriente continua al mismo elemento y funciona "en la dirección opuesta": enfría el aire. Esta tecnología se utiliza con éxito en acondicionadores de aire y refrigeradores de agua de automóviles, en la industria automotriz y en la producción de microprocesadores. Describiremos estos dispositivos en el próximo artículo.

Vitaly Dolbinov, rmnt.ru

La mejor época para operar un termogenerador basado en elementos Peltier es, por supuesto, el invierno. Porque necesitan estar bien enfriados para obtener algo.

En el experimento que probó un potente generador, se utilizaron 12 módulos Peltier TEC1-12706. Los más baratos y populares se venden en esta tienda china. Hay un refrigerador para ello.

La refrigeración en el ejemplo mostrado fue proporcionada por un ventilador de 5,4 vatios y 12 voltios.

Qué es un elemento Peltier, cuáles son sus características, cómo funciona y el diseño de los modelos de trabajo se describe en varios artículos de nuestro sitio web, que podrá encontrar fácilmente a través de la cómoda barra de búsqueda.

El objetivo del experimento es descubrir qué potencia máxima puede producir el termopar chino más barato en la temporada de invierno.
Entonces, con el inicio del experimento, se encendió la estufa, cuando la leña se encendió un poco, el termogenerador comenzó a funcionar y el ventilador se puso en marcha. Enfría el lado frío de los termopares. El esquema es simple. Al final del video se muestra cómo se ensambla dicho termogenerador.

Durante el experimento, se alcanzará el voltaje máximo de circuito abierto de este generador. Luego, usando un potenciómetro, este voltaje se reducirá exactamente a la mitad. Esto nivela la resistencia del generador y la resistencia de carga. Entonces se disipa la misma cantidad de energía en el generador y en la carga. Esto dará un 50 por ciento de potencia, o más bien una eficiencia del 50% de la potencia entregada. Esto corresponde a una eficiencia de sólo el 50%. Pero la producción de dicha potencia será máxima en esta proporción. ¡Pero la máxima transmisión de potencia se produce sólo con esta relación!
A medida que el horno se calienta, aumenta el voltaje producido por el generador eléctrico. El ventilador ha cogido velocidad, es un ventilador bastante potente con una potencia de 5,5 vatios. Por tanto, tomará parte del poder para sí mismo. El poder que ahora se determinará será el poder útil. El voltaje no supera los 26 voltios. Conectamos el potenciómetro y comenzamos a añadir resistencia.

Ahora aumentamos gradualmente el voltaje a 13 voltios. La potencia registrada fue de 9 vatios. Mientras se realizaban los ajustes, el generador se calentó y la potencia disminuyó en 1,5 vatios.
Pudimos alcanzar hasta 9 vatios por un corto tiempo. Pero luego la potencia cayó y se detuvo en alrededor de 7,5 vatios. Pero esta cifra se mantuvo estable. Esta potencia es suficiente para cargar cualquier teléfono, smartphone o tableta.

A partir de 12 elementos Peltier se obtienen 0,5 vatios o más por elemento. A una temperatura del aire de cero grados, este es un buen indicador de refrigeración por aire. A una temperatura de -20ºC, el resultado sería un orden de magnitud mayor. Por lo tanto, es muy posible obtener incluso hasta un vatio por elemento Peltier, pero en condiciones de frío extremo.
Ahora conectaremos el ventilador a través de un vatímetro para poder ver cuánta energía útil se gasta en su funcionamiento. El dispositivo mostró 6 vatios. Si no fuera por este ventilador, sería posible añadir otros 5-6 vatios a la potencia de este generador térmico.
Para continuar con el experimento, se planeó apagar el ventilador para poder enfriar con nieve. Después de reiniciar el ventilador, el radiador quedará muy cubierto de nieve. Sin embargo, ocurrió un accidente inesperado en el experimento. Después de retirar el ventilador, la estufa se sobrecalentó y uno de los elementos Peltier falló, derritiéndose sin enfriarse. El sistema ha perdido contactos. Por tanto, el ventilador es un elemento útil en este dispositivo. Por seguridad, es necesario utilizar rejillas protectoras.

La conclusión es la siguiente: con buenas heladas se puede obtener aproximadamente 1 vatio por elemento Peltier. Hay lugares, por ejemplo en Yakutia o en el extremo norte, donde las temperaturas alcanzan los 50 grados centígrados bajo cero. Por tanto, será fácil obtener 1 vatio de un elemento. Imagina que hay una estufa en una yurta y detrás de ella hay una pared de 1 x 2 m. El lado cálido está dentro de la estufa y el lado frío está afuera, donde hay escarcha y viento. De un metro cuadrado de dichos elementos se pueden extraer hasta 0,5 kilovatios de electricidad. Es decir, a partir de 2 metros cuadrados se puede obtener hasta un kilovatio de electricidad.

Estos potentes hornos basados ​​​​en elementos se producen en Rusia. Se llaman “horno generador eléctrico Indigirka”. Puedes comprarlos en esta tienda, código de descuento 11920924.

El diseño de un termogenerador de este tipo es extremadamente sencillo. 12 de los elementos Peltier chinos más baratos están sujetos entre dos radiadores de aluminio, que deben tener superficies lisas e idealmente pulidas. Naturalmente, se aplica pasta térmica a cada lado del termoelemento. Giramos los radiadores con pernos y los conectamos con cables. Adjuntamos el refrigerador, preferiblemente uno más potente. Bueno, la estufa misma. Se trata de una pieza de acero galvanizado, mejor que el acero inoxidable. Se fija al radiador caliente con pernos. Luego se hace un fondo con orificios de 7-8 mm para la entrada de aire.

Hay una continuación de este experimento. Para encontrarlo, escriba en el buscador del sitio: Peltier refrigerado por aire.