Termoelektriskais ģenerators (TEG) ir sava veida “brīvās enerģijas ierīce”, kurai piemīt īpašība pārveidojot temperatūru elektrībā . Šajā amatā mēs nedaudz uzzinām par šo jēdzienu un uzzinām, kā mēs to varam izmantot, lai ražotu elektrību no siltuma un aukstuma.
Kas ir TEG
Vienā no saviem iepriekšējiem rakstiem es jau esmu izskaidrojis līdzīgu jēdzienu attiecībā uz kā pagatavot nelielu ledusskapi, izmantojot Peltier ierīci
Arī Peltier ierīce būtībā ir TEG, kas paredzēta elektroenerģijas ražošanai no temperatūras starpības. Termoelektriskā ierīce ir diezgan līdzīga a termopāra , vienīgā atšķirība ir abu kolēģu sastāvā.
TEG iedarbībai tiek izmantoti divi dažādi pusvadītāju materiāli (p-n), turpretī termopāri strādā ar diviem atšķirīgiem metāliem, lai gan termopāriem varētu būt nepieciešama ievērojami lielāka temperatūras starpība nekā mazākajai TEG versijai.
Tas, ko tautā dēvē arī par “Seebeck” efektu, ļauj TEG ierīcei inicializēt elektroenerģijas ražošanu, ja uz tās sāniem ir temperatūras starpība. Tas notiek ierīces speciāli konfigurētās iekšējās struktūras dēļ, kas procesā izmanto pāris leģētus p un n pusvadītājus.
Zēbeka efekts
Saskaņā ar Zēbeka principu, kad abus pusvadītāju materiālus pakļauj diviem galējiem temperatūras līmeņiem, tiek uzsākta elektronu kustība pāri p-n krustojumam, kā rezultātā attīstās potenciāla atšķirība starp materiālu ārējiem spailēm.
Lai arī šis jēdziens šķiet pārsteidzošs, visām labajām lietām ir raksturīgs trūkums, un arī šajā ziņā tās padara to salīdzinoši neefektīvu.
Nepieciešamība pēc ārkārtīgi lielām temperatūras atšķirībām abās pusēs kļūst par vissarežģītāko sistēmas daļu, jo vienas puses apsildīšana nozīmē arī to, ka otra puse arī sakarst, kā rezultātā galu galā rodas nulles elektrība un sabojāta TEG ierīce.
Lai nodrošinātu optimālu reakciju un lai sāktu elektronu plūsmu, vienam pusvadītāja materiālam TEG iekšienē jābūt karstam, un vienlaikus otrs pusvadītājs ir jāattur no šī siltuma, nodrošinot pareizu dzesēšanu no pretējās puses. Šī kritika padara šo koncepciju nedaudz neveiklu un neefektīvu.
Neskatoties uz to, TEG koncepcija ir kaut kas ekskluzīvs un nav realizējams, izmantojot līdz šim nevienu citu sistēmu, un šī šīs koncepcijas unikalitāte padara to daudz interesantu un eksperimentēšanas vērtu.
TEG ķēde, izmantojot taisngrieža diodes
Esmu mēģinājis projektēt TEG shēmu, izmantojot parastās diodes, kaut arī neesmu pārliecināts, vai tā darbosies vai nē, es ceru, ka ar šo izveidi varētu sasniegt dažus pozitīvus rezultātus, un to ir iespējams uzlabot.
Atsaucoties uz attēliem, mēs varam redzēt vienkāršu diode montāžu, kas piestiprināta ar heasinks. Diodes ir 6A4 tipa diodes. Es izvēlējos šīs lielākās diodes, lai iegūtu lielāku virsmas laukumu un labāku vadītspēju.
Diode 6A4
Iepriekš parādīto vienkāršo termoelektriskā ģeneratora ķēdi, iespējams, var izmantot elektroenerģijas ražošanai no izlietotā siltuma, atbilstoši piemērojot vajadzīgās siltuma starpības pakāpes uz norādītajām siltumu vadošajām plāksnēm.
Labajā pusē redzamajā attēlā redzamas daudzas diodes, kas savienotas virknē paralēlu savienojumu, lai sasniegtu lielāku efektivitāti un proporcionāli lielāku potenciāla starpības uzkrāšanos izejā.
Kāpēc izmantot diodi TEG veidošanai
Esmu pieņēmis, ka diodes darbotos šajā lietojumā, jo diodes ir pamata pusvadītāju vienības, kas sastāv no leģēts p-n materiāls, kas iestrādāts abos to galos .
Tas arī nozīmē, ka abus galus īpaši veido dažādi materiāli, kas atvieglo temperatūras vieglāku pielietošanu atsevišķi no abiem pretējiem galiem.
Daudzus šādus moduļus varētu veidot un savienot virknē paralēlu kombināciju, lai panāktu augstāku konversijas līmeni, un šo lietojumprogrammu varētu realizēt, izmantojot arī saules siltumu. To pusi, kuru nepieciešams atdzesēt, var panākt ar gaisa dzesēšanu vai ar uzlabotu iztvaikošanas gaisa dzesēšana no atmosfēras efektivitātes līmeņa paaugstināšanai.
Pāri: Dziļās augsnes metāla detektora shēma - zemes skeneris Nākamais: Bezmaksas enerģija no indukcijas plīts
