Практика применения элементов Пельтье.

Автор: Александр Найденов, aleksandr.najdenov.1998@mail.ru
Опубликовано 30.12.2013
Создано при помощи КотоРед.

Введение

Как я знаю многие коты, которые любят ковыряться в компьютерах, задумывались о том, как охладить компьютер элементами Пельтье. Но не каждый задумывался о том, что эти элементы можно использовать в качестве источника напряжения с хорошими характеристиками. Ну так вот- спустя некоторое время родился у меня в голове вариант использования элементов Пельтье в качестве альтернативного источника электроэнергии. Так как я со своей кошечкой любим погулять на природе, и также любим мы гаджеты, которые сопровождают нас, то с помощью этой «Термоэлектрической шепотницы» (так я назвал этот агрегат), можно зарядить любой маломощный гаджет - телефон или фотоаппарат.

Теория

Принцип действия элемента Пельтье базируется на эффекте Пельтье — возникновении разности температур при протекании электрического тока. В основе работы элементов Пельтье лежит контакт двух токопроводящих материалов с разными уровнями энергии электронов в зоне проводимости. При протекании тока через контакт таких материалов, электрон должен приобрести энергию, чтобы перейти в более высокоэнергетическую зону проводимости другого полупроводника. При поглощении этой энергии происходит охлаждение места контакта полупроводников. При протекании тока в обратном направлении происходит нагревание места контакта полупроводников, дополнительно к обычному тепловому эффекту. У элементов Пельтье есть такая особенность, что если нагреть одну и охдадить другую стороны, то элемент начинает генерировать электричество.

Практика

Теперь я вам расскажу о том, как можно применить элемент в качестве источника электоэнергии. Прошу извинения- фото процесса не будет так как фотоаппарат накрылся медным тазом, но расскажу подробно как могу. Для конструкции нам понадобятся сами элементы Пельтье, термопаста, радиатор(200см^2), стеклоткань или асбестовая ткань и банка с ровными стенками. Итак- берем стеклоткань, режем на куски под размер элементов и хорошенько пропитываем ее термопастой. Это нужно для лучшего теплообмена, так как термоэлементы выходят из строя при 250 градусов. Затем прикладываем этот материал на банку. Банка должна быть подготовлена, то есть в ней должны быть просверлены отверстия снизу для доступа воздуха. Как только мы положили пропитанную термопастой стеклоткань, кладем на эту поверхность термоэлектрические модули(сколько? а это по вашим возможностям). Модули должны быть подготовлены, то есть провода припаяны и выведены наружу в теплостойкой изоляции. Затем все элементы мы мажем термопастой, не жалея ее, так как нужна хорошая теплоотдача для большего КПД установки. После на термопасту мы прижимаем радиатор из алюминия и конечно прикручиваем его. Собственно и готово. Можно проверить работоспособность. Примечание Кота. Используйте обычную термопасту, без добавления металла! Металлизированная паста электропроводна, и ей можно закоротить полупроводниковые структуры элемента Пельте.

Первое испытание

 Закидываем дровишки и подключаем мультиметр.

Зажигаем и следим за показаниями. Показания зарегестрированы на 3 минуте после запуска.

7 минут после поджига.

Вот сила тока на 8 минуте.

 После 15 минут горения видно, что напряжение упало, так как нагрелся радиатор, но все же он умудряется охлаждать холодную сторону элемента.
Испытания проводились при температуре -7 градусов.

Мощность устройства: предпологаемая 3 ватта, получившаяся 2.5 ватт.

 Итак подведем итоги

Конструкция получилась на скорую руку но рабочая, при этом отдавая положенное электричество. Есть одно но: напряжения одного элемента не хватает на зарядку аккумуляторов выше 3 вольт, для этого нужно собрать повышающий DC-DC преобразователь чтобы обеспечить 5 вольт для зарядки гаджета.

Итого

Затраты 200 рублей на термоэлектрический модуль из советского автомобильного холодильника.

Радиатор бесплатный

Заключение

Аппарат  был представлен на выставке по альтернативной энергетике в Усть-Каменогорске и занял 1 место. Так как была продемонстрирована возможность использования тепла огня не только для приготовления пищи и согревания, но и для получения электричества.

Все вопросы в Форум.