Issiqlik energiyasidan yorug'lik 5 dollargacha: 7 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:28

Biz Gollandiyada sanoat dizaynining ikki talabasimiz va bu texnologiya kontseptsiyasi dizayni subkursining bir qismi sifatida tezkor kashfiyot. Sanoat dizayneri sifatida texnologiyalarni uslubiy tahlil qila olish va kontseptsiyalarda aniq texnologiyalarni amalga oshirish uchun asosli qaror qabul qilish uchun ularni chuqurroq tushunish foydali bo'ladi.

Bunday holda, biz TEG modullari qanchalik samarali va arzon bo'lishi mumkinligini, agar ular tashqi bank aksessuarlarini, masalan, gulxan bilan, zaryadlash uchun mos variant bo'lsa, qiziqamiz. Batareya quvvatidan farqli o'laroq, olovdan issiqlik energiyasi - biz cho'lning istalgan joyida qila oladigan narsadir.

Amaliy qo'llanma

Biz batareyalarni zaryad qilish va LED yoritgichlarini yoqish uchun TEGlardan foydalanishni o'rganib chiqdik. Biz TEG modullarini, masalan, gulxan chiroqida, elektr energiyasidan mustaqil bo'lishi uchun zaryadlashni qo'llaymiz.

Bizning tergovimiz xitoylik onlayn sotuvchilarda topilgan arzon narxlardagi echimlarga qaratilgan. Hozirgi vaqtda TEG modullarini amaliy qo'llanmada tavsiya etish qiyin, chunki ular juda kam quvvatga ega. Garchi bugungi kunda bozorda yuqori samarali TEG modullari mavjud bo'lsa -da, ularning narxi ularni chiroq kabi kichik iste'mol tovarlari uchun tanlov qilmaydi.

1 -qadam: ehtiyot qismlar va asboblar

Qismlar

-Termoelektrik modul (TEG) 40x40mm (SP1848 27145 SA) https://www.banggood.com/40x40mm-Termoelektrik- Quvvat-Generator-Peltier-Modul-TEG- Yuqori-Temperatur -150-Degree-p-1005052.html? rmmds = qidirish va cur_warehouse = CN

-Muhabbat

-Non paneli

-Qizil LED

-Ba'zi simlar

-Sovutgichli gips/ termal pasta

-Hurda metall/issiqlik qabul qilgich (alyuminiy)

Asboblar

-Har xil turdagi termometr

-payvandlash temir

-(raqamli) multimetr

-Yengilroq

-Kichik Vise (yoki uning ostiga choy qo'yish imkonini beradigan boshqa ob'ekt)

2 -qadam: ish printsipi va gipoteza

Bu qanday ishlaydi?

Oddiy qilib aytganda, TEG (termoelektrik generator) issiqlikni elektr quvvatiga aylantiradi. Bir tomonni qizdirish kerak, ikkinchisini esa sovutish kerak (bizda matnli tomoni sovutilishi kerak). Yuqori va pastki tomonlardagi harorat farqi ikkala plastinkadagi elektronlarning har xil darajadagi energiyaga ega bo'lishiga olib keladi (potentsial farq), bu esa o'z navbatida elektr tokini hosil qiladi. Bu hodisa Seebeck effekti bilan tasvirlangan. Bu shuni anglatadiki, har ikki tomonning harorati teng bo'lganda elektr toki bo'lmaydi.

Yuqorida aytib o'tilganidek, kashf qilish uchun termoelektr generatorlari tanlangan. Biz har bir birlik uchun narxi uch evrodan kam bo'lgan SP1848-27145 turidan foydalanamiz (etkazib berish bilan birga). Biz bozorda qimmatroq va samarali echimlar borligini bilamiz, lekin biz ularni "arzon" TEGlarning imkoniyatlari bilan qiziqdik.

Gipoteza

TEG modullarini sotadigan veb -sayt, elektr energiyasini konvertatsiya qilish samaradorligi to'g'risida dadil da'volarga ega edi. Bu da'volarni o'rganib chiqqach, biz ozgina aylanib o'tamiz.

3 -qadam: Tayyorlash va yig'ish

1 -qadam: ustaxonada topilgan alyuminiy qoldiqlari yordamida oddiy sovutgich ishlab chiqarildi, ular TEG moduliga termal pasta yordamida biriktirildi. Shu bilan birga, mis, guruch yoki chayqalish kabi boshqa metallar ham bu sozlash uchun etarli darajada ishlaydi.

2 -qadam: Keyingi qadam, birinchi TEGning salbiy simini ikkinchi TEGning ijobiy chizig'iga lehimlashni o'z ichiga oladi, bu elektr tokining ketma -ket bo'lishini ta'minlaydi (ya'ni ikkita TEGning chiqishi qo'shiladi). O'rnatish yordamida biz har bir TEG uchun taxminan 1,1 volt ishlab chiqarishga muvaffaq bo'ldik. Bu shuni anglatadiki, qizil LEDni yoqish uchun zarur bo'lgan 1,8 voltga ikkinchi TEG qo'shilgan.

3 -qadam: Birinchi TEGning qizil (musbat) simini va ikkinchi TEGning qora (manfiy) simini o'z joyidagi non paneliga ulang.

4 -qadam: Non paneliga qizil LED qo'ying (esda tuting: uzun oyoq - bu ijobiy tomon).

5 -qadam: Oxirgi qadam oddiy*, shamlarni yoqing va TEG modullarini olov ustiga qo'ying. TEG -larni tepaga qo'yish uchun mustahkam narsadan foydalanmoqchisiz. Bu ularni olov bilan to'g'ridan -to'g'ri aloqa qilishdan saqlaydi, bu holda vise ishlatilgan.

Bu oddiy sinov bo'lgani uchun, biz to'g'ri muhofaza qilish yoki sovutish uchun ko'p vaqt sarflamadik. Muvaffaqiyatli natijalarga erishish uchun biz TEGni sinov uchun tealaydan bir xil masofada joylashganligiga ishonch hosil qildik.

*Tajribani takrorlashga urinayotganda, sovutish uchun sovutgich yoki muzlatgichga sovutgichli TEGlarni joylashtirish tavsiya etiladi. Buni qilishdan oldin, ularni taxtadan olib tashlashga ishonch hosil qiling.

4 -qadam: sozlash

Dastlabki sinov

Bizning dastlabki testimiz tez va iflos edi. Biz TEG modulini choy chiroqqa qo'ydik va choy lampasining alyuminiy qoplamasi va muz kupligini ishlatib, TEGning "sovuq uchini" sovutdik. Bizning termometrimiz (chapda) TEG ustki qismidagi haroratni o'lchash uchun kichik qisqichga (yuqori o'ngda) joylashtirilgan.

Yakuniy test uchun takrorlash

Yakuniy test uchun biz ishonchli natijaga erishish uchun sozlamalarga bir nechta o'zgartirish kiritdik. Birinchidan, biz alyuminiydan yasalgan katta blok yordamida muzli sovuq suvni passiv sovutish uchun o'zgartirdik. Istalgan natijaga erishish uchun ikkinchi TEG qo'shildi, bu qizil LEDni yoqish edi.

5 -qadam: Natijalar

Ta'riflangan sozlash yordamida qizil LED yonadi!

Bir TEG qanchalik kuchli?

Ishlab chiqaruvchining ta'kidlashicha, TEG 1009 darajali harorat farqiga duch kelganida 669mA oqimida 4,8 V gacha bo'lgan ochiq zo'riqishida kuchlanish ishlab chiqarishi mumkin. P = I * V quvvat formulasidan foydalanib, bu taxminan 3,2 vatt bo'ladi.

Biz bu da'volarga qanchalik yaqinlashishimiz mumkinligini bilib oldik. TEGning pastki qismida taxminan 250 daraja va yuqori uchida 100 darajaga yaqin bo'lgan bu tajriba ishlab chiqaruvchining da'volariga qaraganda ancha farq qiladi. Voltaj 0,9 volt va 150 mA atrofida turg'unlashadi, bu 0,135 vattga teng.

6 -qadam: muhokama

Bizning eksperimentimiz ushbu TEGlarning imkoniyatlari haqida yaxshi taassurot qoldiradi, chunki aytishimiz mumkinki, ularning chiqishi biroz o'yin -kulgi va tajriba uchun munosibdir, lekin bu tizimlarni to'g'ri sovutish va doimiy energiya manbasini ishlab chiqarish bilan bog'liq fizika. Quyosh energiyasi kabi boshqa mumkin bo'lgan tarmoqdan tashqari echimlar bilan solishtirganda, real hayotda amalga oshirish mumkin emas.

Albatta, TEGlar uchun joy bor va chiroqni yoqish uchun gulxanni ishlatish g'oyasi amalga oshadigan ko'rinadi; biz termodinamik qonunlari tufayli juda cheklanganmiz. Harorat farqiga erishish kerakligi sababli, TEGning bir tomoni (faol) sovutishga, ikkinchisi esa doimiy issiqlik manbaiga muhtoj. Ikkinchisi, gulxan yoqilganda, muammo emas, lekin sovutish shu qadar samarali bo'lishi kerakki, faol sovutish eritmasi kerak bo'ladi va bunga erishish qiyin. Ushbu echimlar ishlashi uchun zarur bo'lgan hajmni hisobga olganda, mavjud batareya texnologiyasiga qaraganda, chiroqlarni quvvatlantirish uchun batareyani tanlash mantiqan to'g'ri keladi.

Yaxshilashlar

Kelgusi tajribalar uchun to'g'ri sovutgichlarni (masalan, buzilgan kompyuterdan) sotib olish va ularni TEGning issiq va sovuq tomoniga qo'llash tavsiya etiladi. Bu issiqlikning to'g'ri taqsimlanishiga imkon beradi va sovuq tarafdagi chiqindi issiqlikni alyuminiydan yasalgan blokdan ko'ra osonroq tarqatilishini ta'minlaydi.

Hozirgi vaqtda TEGlar asosan (ekologik toza) texnik mahsulotlarda chiqindi issiqlikni energiya uchun ishlatish vositasi sifatida topilgan. Kelajakda bu texnologiya yanada ko'proq imkoniyatlarga ega. Yorug'lik mahsulotlarini loyihalashning qiziqarli yo'nalishlaridan biri bu taqiladigan kiyimlardir. Tana issiqligidan foydalanish kiyimsiz yoki tanaga osongina o'rnatiladigan batareyasiz chiroqlarga olib kelishi mumkin. Ushbu texnologiya o'z -o'zidan ishlaydigan sensorlarda ham qo'llanilishi mumkin, bu esa har qachongidan ham ko'p qirrali paketlarda fitnes monitoringi mahsulotlarini ishlab chiqarishga imkon beradi. (Aniq termoelektriklar, 2016).

7 -qadam: Xulosa

Xulosa qilib aytganda, texnologiya qanchalik istiqbolli ko'rinsa, tizim bir xil elektr zaryadining oqishini ta'minlash uchun faol sovutish va doimiy issiqlik manbasini talab qiladi (bizning holatimizda doimiy yorug'lik). Sovutgich yordamida sovutish moslamalarini tez sovutishga imkon bergan bo'lsak -da, bu tajribani tashqi elektrsiz qayta ishlab chiqarish juda qiyin bo'lar edi; ijobiy va salbiy tomonlari bir xil haroratga yetganda yorug'lik o'lik bo'lardi. Hozirgi vaqtda texnologiya unchalik qo'llanilmasa -da, yangi va innovatsion texnologiyalar va materiallarning doimiy oqimini hisobga olsak, u qayerga ketishini ko'rish qiziq.