Пельтина пластини для вироблення електрики від печі. Виготовлення термогенератора електрики своїми руками

Холодильне обладнання настільки міцно увійшло в наше життя, що навіть важко уявити, як можна без нього обходитися. Але класичні конструкції на холодоагентах не підходять для мобільного використання, наприклад, як похідна сумка-холодильник.

З цією метою використовуються установки, у яких принцип роботи побудований ефект Пельтье. Коротко розповімо про це явище.

Що це таке?

Під цим терміном мають на увазі термоелектричне явище, відкрите в 1834 році французьким натуралістом Жаном-Шарлем Пельтьє. Суть ефекту полягає у виділенні чи поглинанні тепла в зоні, де контактують різнорідні провідники, якими проходить електричний струм.

Відповідно до класичної теорії існує таке пояснення явища: електричний струм переносить між металами електрони, які можуть прискорювати або уповільнювати свій рух, залежно від контактної різниці потенціалів у провідниках, зроблених з різних матеріалів. Відповідно, зі збільшенням кінетичної енергії, відбувається її перетворення на теплову.

На другому провіднику спостерігається зворотний процес, що вимагає поповнення енергії відповідно до фундаментального закону фізики. Це відбувається за рахунок теплового коливання, що спричиняє охолодження металу, з якого виготовлений другий провідник.

Сучасні технології дозволяють виготовити напівпровідникові елементи-модулі із максимальним термоелектричним ефектом. Має сенс коротко розповісти про їхню конструкцію.

Пристрій та принцип роботи

Сучасні модулі є конструкцією, що складається з двох пластин-ізоляторів (як правило, керамічних), з розташованими між ними послідовно з'єднаними термопарами. Зі спрощеною схемою такого елемента можна ознайомитися на наведеному нижче малюнку.

Позначення:

А – контакти підключення до джерела живлення;
B – гаряча поверхня елемента;
С – холодна сторона;
D – мідні провідники;
E – напівпровідник на основі р-переходу;
F – напівпровідник n-типу.

Конструкція виконана таким чином, що кожна зі сторін модуля контактує або p-n або n-p переходами (залежно від полярності). Контакти p-n нагріваються, n-p охолоджуються (див. рис.3). Відповідно виникає різниця температур (DT) на сторонах елемента. Для спостерігача цей ефект виглядатиме як перенесення теплової енергії між сторонами модуля. Примітно, що зміна полярності живлення призводить до зміни гарячої та холодної поверхні.

Мал. 3. А – гаряча сторона термоелемента, В – холодна

Технічні характеристики

Характеристики термоелектричних модулів описуються такими параметрами:

холодопродуктивністю (Q max), ця характеристика визначається на основі максимально допустимого струму та різниці температури між сторонами модуля, що вимірюється у Ваттах;
максимальним температурним перепадом між сторонами елемента (DT max), параметр наводиться для ідеальних умов, одиниця виміру - градуси;
допустима сила струму, необхідна забезпечення максимального температурного перепаду – I max ;
максимальним напругою U max , необхідним струму I max , щоб досягти пікової різниці DT max ;
внутрішнім опором модуля – Resistance, що вказується в Омах;
коефіцієнтом ефективності - СОР (абревіатура від англійської - coefficient of performance), по суті це ККД пристрою, що показує ставлення потужності, що охолоджує до споживаної. У недорогих елементів цей параметр знаходиться в межах 0,3-0,35, більш дорогі моделі наближаються до 0,5.

Маркування

Розглянемо, як розшифровується типове маркування модулів з прикладу малюнка 4.

Рис 4. Модуль Пельтьє з маркуванням ТЕС1-12706

Маркування розбивається на три значущі групи:

Позначення елемента. Дві перші літери завжди незмінні (ТІ) говорять про те, що це термоелемент. Наступна вказує розмір, можуть бути літери "С" (стандартний) та "S" (малий). Остання цифра вказує скільки шарів (каскадів) в елементі.
Кількість термопар у модулі, зображеному на фото їх 127.
Розмір номінального струму в Амперах, у нас – 6 А.

Так само читається маркування та інших моделей серії ТЕС1, наприклад: 12703, 12705, 12710 тощо.

Застосування

Незважаючи на досить низький ККД, термоелектричні елементи знайшли широке застосування у вимірювальній, обчислювальній та побутовій техніці. Модулі є важливим робочим елементом таких пристроїв:

мобільних холодильних установок;
невеликих генераторів для вироблення електрики;
систем охолодження у персональних комп'ютерах;
кулери для охолодження та нагрівання води;
осушувачі повітря тощо.

Наведемо детальні приклади використання термоелектричних модулів.

Холодильник на елементах Пельтьє

Термоелектричні холодильні установки значно поступаються за продуктивністю компресорним та абсорбційним аналогам. Але вони мають вагомі переваги, що робить доцільним їх використання за певних умов. До таких переваг можна віднести:

простота конструкції;
стійкість до вібрації;
відсутність рухомих елементів (за винятком вентилятора, що обдуває радіатор);
низький рівень шуму;
невеликі габарити;
можливість роботи у будь-якому положенні;
тривалий термін служби;
невелике споживання енергії.

Такі характеристики ідеально підходять для мобільних установок.

Елемент Пельтьє як генератор електроенергії

Термоелектричні модулі можуть працювати як генератори електроенергії, якщо одну з їх сторін піддати примусовому нагріванню. Чим більша різниця температур між сторонами, тим вища сила струму, що виробляється джерелом. На жаль, максимальна температура для термогенератора обмежена, вона не може бути вищою за точку плавлення припою, що використовується в модулі. Порушення цієї умови призведе до виходу елемента з ладу.

Для серійного виробництва термогенераторів використовують спеціальні модулі з тугоплавким припоєм, їх можна нагрівати до 300°С. У звичайних елементах, наприклад ТЕС1 12715, обмеження - 150 градусів.

Оскільки ККД таких пристроїв невисокий, їх застосовують лише у випадках, коли немає можливості використовувати більш ефективне джерело електричної енергії. Тим не менш, термогенератори на 5-10 Вт мають попит у туристів, геологів і жителів віддалених районів. Великі та потужні стаціонарні установки, що працюють від високотемпературного палива, використовують для живлення приладів газорозподільних вузлів, апаратури метеорологічних станцій тощо.

Для охолодження процесора

Нещодавно дані модулі стали використовувати в системах охолодження CPU персональних комп'ютерів. Враховуючи низьку ефективність термоелементів, користь таких конструкцій досить сумнівна. Наприклад, щоб охолодити джерело тепла потужністю 100-170 Вт (відповідає більшості сучасних моделей CPU), потрібно витратити 400-680 Вт, що потребує встановлення потужного блока живлення.

Другий підводний камінь – незавантажений процесор менше виділятиме теплової енергії, і модуль може охолодити його менше точки роси. В результаті почне утворюватися конденсат, що гарантовано виведе електроніку з ладу.

Тим, хто зважиться створити таку систему самостійно, потрібно провести серію розрахунків щодо підбору потужності модуля під певну модель процесора.

Виходячи з вище сказаного, використовувати дані модулі як систему охолодження CPU не рентабельно, крім цього можуть стати причиною виходу комп'ютерної техніки з ладу.

Зовсім інакша справа з гібридними пристроями, де термомодулі використовуються спільно з водяним або повітряним охолодженням.

Гібридні системи охолодження довели свою ефективність, але висока вартість обмежує коло їхніх шанувальників.

Кондиціонер на елементах Пельтьє

Теоретично такий пристрій конструктивно буде значно простіше за класичні системи клімат-контролю, але все впирається в низьку продуктивність. Одна справа – охолодити невеликий об'єм холодильної камери, інша – приміщення чи салон автомобіля. Кондиціонери на термоелектричних модулях більше (в 3-4 рази) споживатимуть електроенергії, ніж обладнання, що працює на холодоагенті.

Що стосується використання як автомобільної системи клімат-контролю, то для роботи такого пристрою потужності штатного генератора буде недостатньо. Заміна його на продуктивніше обладнання призведе до суттєвої витрати палива, що не рентабельно.

У тематичних форумах періодично виникають дискусії на цю тему та розглядаються різні саморобні конструкції, але повноцінного робочого прототипу поки що не створено (крім кондиціонера для хом'ячка). Можливо, ситуація зміниться, коли з'являться в широкому доступі модулі з більш прийнятним ККД.

Для охолодження води

Термоелектричний елемент часто використовують як охолоджувач для кулерів води. Конструкція включає: охолодний модуль, контролер, керований термостатом і обігрівач. Така реалізація значно простіше і дешевше компресорної схеми, крім цього, вона надійніша і простіше в експлуатації. Але є й певні недоліки:

вода не охолоджується нижче 10-12 ° С;
на охолодження потрібно довше часу, ніж компресорному аналогу, отже такий кулер не підійде для офісу з великою кількістю працівників;
пристрій чутливий до зовнішньої температури, в теплому приміщенні вода не охолоджуватиметься до мінімальної температури;
не рекомендується встановлення в запилених кімнатах, оскільки може забитися вентилятор і модуль, що охолоджує, вийде з ладу.

Настільний кулер для води з використанням елементу Пельтьє

Осушувач повітря на елементах Пельтьє

На відміну від кондиціонера реалізація осушувача повітря на термоелектричних елементах цілком можлива. Конструкція виходить досить простою та недорогою. Охолодний модуль знижує температуру радіатора нижче точки роси, в результаті на ньому осідає волога, що міститься в повітрі, що проходить через пристрій. Осіла вода відводиться у спеціальний накопичувач.

Попри низький ККД, у разі ефективність пристрою цілком задовільна.

Як підключити?

З підключенням модуля проблем не виникне, на дроти виходів необхідно подати постійну напругу, його величина зазначена в дататі елемента. Червоний провід необхідно підключити до плюса, чорний до мінуса. Увага! Зміна полярності змінює місцями поверхні, що охолоджується і нагрівається.

Як перевірити елемент Пельтьє на працездатність?

Найпростіший і найнадійніший спосіб – тактильний. Необхідно підключити модуль до відповідного джерела напруги і торкнутися різних сторін. У працездатного елемента одна з них буде теплішою, інша – холоднішою.

Якщо потрібного джерела під рукою немає, буде потрібно мультиметр і запальничка. Процес перевірки досить простий:

підключаємо щупи до висновків модуля;
підносимо запалену запальничку до однієї зі сторін;
спостерігаємо за показаннями приладу.

У робочому модулі під час нагрівання однієї зі сторін генерується електричний струм, що відобразиться на табло приладу.

Як зробити елемент Пельтьє своїми руками?

Зробити саморобний модуль у домашніх умовах практично неможливо, тим більше в цьому немає сенсу, враховуючи їх відносно невисоку вартість (близько $4-$10). Але можна зібрати пристрій, який буде корисним у поході, наприклад термоелектричний генератор.

Для стабілізації напруги необхідно зібрати простий перетворювач на мікросхемі ІМС L6920.

На вхід такого перетворювача подається напруга в діапазоні 0,8-5,5, на виході він видаватиме стабільні 5, що цілком достатньо для підзарядки більшості мобільних пристроїв. Якщо використовується звичайний елемент Пельтьє, необхідно обмежити робочий діапазон температури сторони, що нагрівається 150 °С. Щоб не турбувати себе відстеженням, як джерело тепла краще використовувати казанок з киплячою водою. В цьому випадку елемент гарантовано не нагріється вище за температуру 100 °С.

За допомогою простих пристроїв можна використовувати тепловтрати від нагрівання повітря чи рідин. У цій статті ми розповімо, як використовувати непридатну енергію печей, котлів та відкритого вогню, перетворивши її на постійний електричний струм невеликої сили.

Будь-який хімічний процес проходить із виділенням різного роду енергії. Таке потужне джерело, як горіння, використовувалося у всі часи. Його можна назвати первинним джерелом тепла та світла. Горять практично всі речовини на Землі, виділяючи при цьому тепло та світло у різних кількостях. Перетворити теплову енергію на електричну — справа нескладна, якщо під рукою є робоча паротурбіна, подібна до тих, що встановлені на ТЕЦ. Це громіздкий та складний пристрій, якому навряд чи знайдеться місце у котельні заміського будинку. Ми спробуємо отримати користь із виділення тепла під час пічного опалення або нагрівання води.

p align="justify"> Ефект Пельтьє - це явище перепаду температур при взаємодії термопар двох різних типів провідників (p-типу і n-типу) при проходженні через них постійного струму. Ефект Зеєбека - наслідок ефекту Пельтьє, коли при нагріванні однієї з термопар утворюється електричний струм. Ми не детально описуватимемо термодинаміку процесу — цю складну для сприйняття інформацію можна легко знайти у довідковій літературі. Нас цікавить результат та варіанти його практичного використання.

Конструкція термоелектричного модуля

Термоелектричний модуль (ТЕМ) складається з безлічі термопар, з'єднаних між собою мідною пластиною. Поле термопар вклеюється між двох керамічних пластин. Зібрати такий модуль можна тільки в заводських умовах. Але скомпонувати кілька ТЕМ для потреб вийде і вдома. Елементи Пельтьє-Зеєбека є у вільному продажу у спеціалізованих магазинах (і на сайтах) з продажу технологічного обладнання.

Збираємо ТЕМ на 5 В

Що знадобиться:

модуль Пельтьє TEC1-12705 (40x40) - 2 шт.;
підвищує перетворювач постійної напруги ЕК-1674;
лист дюралюмінію завтовшки 3 мм;
ємність для води з ідеально рівним дном (ківш);
термоклей;
паяльник.

Вирізаємо з листа дюралюмінію дві однакові пластини, розмірами трохи більше двох модулів, що лежать поряд. Зміцнюємо термоклеєм пластини на модулях з обох боків. Фіксуємо (термоклеєм) «сендвіч», що вийшов на дно ковша. Таку конструкцію вже можна ставити на вогонь, але ми отримаємо на виході марні 1,5 В. Для покращення характеристик нам і потрібен перетворювач, що підвищує, який ми впаюємо в ланцюг. Він підвищить напругу до 5, а цього вже достатньо для зарядки мобільного телефону.

Увага! Перетворювач має розміри 1,5х1,5 см. За відсутності професійних навичок довірте пайку фахівця.

Різниця температур в нашій конструкції виходить за рахунок нагрівання однієї сторони (від печі або полум'я) та охолодження іншої (вода в ковші). Зрозуміло, що більше різниця, то ефективніша робота модуля. Тому для роботи в режимі мікрогенератора знадобиться порівняно низька температура води в ковші (її краще періодично замінювати). Для вироблення заповітних 5 досить поставити конструкцію на склянку з свічкою, що горить.

Пропорційно комбінуючи більшу кількість модулів, ми отримаємо ефективнішу систему вироблення енергії. Відповідно, збільшуючи конструкцію, пропорційно збільшуємо теплообмінник. При цьому поверхня, що охолоджується, повинна бути повністю покрита ємністю з водою (найпростіший і доступний варіант).

Все так просто, що відразу виникає бажання зібрати більше модулів в одну систему і виробляти 220 В з багаття. А потім підключити масляний обігрівач чи кондиціонер. Така проста система має свої недоліки, і головний із них — низький ККД. Зазвичай цей показник не перевищує 5%. Це зумовлює порівняно малу силу струму 0,5-0,8 А і дуже малу потужність - до 4 Вт.

Для насоса або лампи розжарювання це дуже мало, але цілком достатньо для:

зарядки акумуляторів до мотоциклетних (у випадках, пропорційних вимогам);
роботи світлодіодних (LED) ламп;
радіоприймача.

У зимовий час система, поміщена на джерело тепла, що знаходиться на вулиці, працюватиме максимально ефективно.

Витрати на матеріали для складання термоелектричного мікрогенератора на 5 В:

*- дана модель елемента обрана з міркувань ціни. Асортимент ТЕМ у фірм-постачальників досить широкий, що дозволяє підібрати продуктивніші (до 8 В) моделі (вони відчутно дорожчі).

Заводські вироби подібної конструкції лише починають з'являтися у продажу. Серійне виробництво ведеться дрібними партіями, та й асортимент невеликий. Вартість такого "ковшика" стартує з 2500 руб.

Заводський термогенератор - пристрій, заснований на ефекті Пельтьє-Зеєбека, який можна закріпити прямо на розігріту поверхню. Від конструкції, описаної вище, його відрізняє заводське виконання (а значить, надійність), відсутність рідинного теплообмінника (замість нього – ребра для повітряного охолодження) та більш висока ціна.

Стандартний «похідний» термогенератор має такі характеристики:

Як видно з таблиці, заводська надійність та утилітарність обходиться недешево. При цьому не можна сказати, що він функціонально перевершує саморобний варіант із ковшем. Вражаючі 13,5 В прискорять зарядку мобільного телефону, але для цього потрібно носити з собою 2 кг ваги в поході, а це недозволена розкіш (з урахуванням розмірів приладу). Ну і, звісно, ціна змушує замислитись. На цю суму можна зібрати вже не «термоковщик», а «термокаструлю» та спокійно заряджати ноутбук. І ще один нюанс – прилад все одно вимагає закріплення на металевій пластині у разі використання відкритого вогню.

Загалом це приємне та зручне доповнення для тих, у кого немає проблем із грошима та вільним місцем у багажнику.

Енергопіч

На сьогоднішній день енергопіч — апофеоз застосування ТЕМ у побуті. Цей заводський виріб, по суті справи топка-буржуйка, для будь-якого виду твердого палива з інтегрованим теплоелектричним модулем. Ідеальний варіант для мисливських будиночків, дач, віддалених зимівель і взагалі будь-якого способу життя далеко від цивілізації. Розрахована на автономне використання (без периферичних тепловідводів), має лише вогнище та димар. Передбачає приготування їжі. На цю піч встановлюють найпотужніші елементи Пельтьє-Зеєбека.

Характеристики енергопечей:

Хоча піч і переносна, безумовно, це «суперважка вагова категорія» серед побутових приладів. Однак і спектр завдань у енергопечі досить широкий - вона може заряджати навіть автомобільні акумулятори, освітлювати лампами цілі кімнати. Їй знайдеться місце в експедиційному обозі та мисливському всюдиході, в технічному приміщенні та на дачі. Іншими словами, в цьому випадку джерело тепла у нас завжди із собою залишилося знайти паливо.

У своїй ніші енергопіч незамінна, хоч і трохи насторожує заявлений виробником термін служби — 10 років. Слід зазначити, що, як і термогенераторі, є можливість профілактичної (або аварійної) заміни всіх деталей аж до корпусу.

Термоелектричні модулі – вкрай цікаві об'єкти. Крім описаних методів застосування їх також використовують для кондиціювання води та повітря. При цьому на такий самий елемент подається постійний струм і він працює «на зворотний бік» — охолоджує повітря. Ця технологія з успіхом застосовується в автомобільних кондиціонерах та кулерах для води, в автомобілебудуванні та під час виробництва мікропроцесорів. Ми опишемо ці пристрої у наступній статті.

Віталій Долбінов, рмнт.ру

Екологія пізнання. Елементи Пельтьє це такі невеликі (зазвичай 4х4 см.) штуковини, що складаються з керамічних пластин та біметалу між ними, за допомогою якого при нагріванні однієї

Йтиметься про темрогенератор на елементах Пельтьє.

Елементи Пельтьє це такі невеликі (зазвичай 4х4 см) штуковини, що складаються з керамічних пластин і біметалу між ними, за допомогою якого при нагріванні однієї сторони та охолодженні іншої виробляється електричний струм. Або навпаки, подаючи струм, нагріваємо одну сторону та охолоджуємо іншу. Ця властивість елементів Пельтьє використовують при виготовленні переносних холодильників, але мене в першу чергу більше цікавить генераторна здатність цих пристроїв.

Справді, дуже зручно. Нагріваєш одну сторону елемента, охолоджуєш іншу - і отримуєш достатній струм і напругу для заряджання, наприклад, стільникового або інших електронних девайсів. А в мене взагалі з електрикою напруження, часто не буває, тож така штука мені життєво необхідна. Ні, звичайно, частково, проблему нестачі електрики можуть вирішити сонячні батареї. Це, на даному етапі, я взагалі вважаю одне з найкращих джерел альтернативної енергетики. Тому в мене є і сонячна батарея (про яку розповім пізніше), невелику, але достатню для мене потужність. Видає вона приблизно 1 – 1,5 ампера при напрузі від 5 до 15 вольт.

Але сонце є не завжди, тому термогенератор виявився потрібнішим. Та й поза цивілізацією він необхідний, а також виживальники, на мою думку, такими речами цікавляться.

Можна придбати елементи і у співвітчизників, але зовсім за нечуваною ціною, а це не наш шлях.

Отже мій термогенератор нагрівається масляним (на звичайному, найдешевшому, соняшниковому маслі) пальником.

Яка поміщена в такий розбірний корпус, що складається з консервної банки, регулятора висоти пальника і самого елемента Пельтьє.

Сам пальник теж складається з банки та вугільного ґнота.

Виготовити такий ґнот можна за цією відеоінструкцією.

Особисто я роблю такі гноти з вугілля від багаття, просунуті жителі великих міст можуть просто купити деревне вугілля в магазині. Подібний пальник і сам по собі хороший, можна використовувати як джерело освітлення, замість свічок. Олія на її роботу йде мало, особливо не чадить, може горіти цілодобово.

Ось це елемент Пельтьє, зверху на нього поміщений радіатор від охолодження комп'ютерного процесора з вентилятором.

Це регулятор рівня вогню пальника. Я його зробив від убитого CD-rom_а. Його можна виготовити з чого завгодно, аби фантазія працювала.

Елемент Пельтьє (в даному варіанті два-три елементи, один на одному, все змащене термопастою) у мене затиснутий між охолоджуючим радіатором і нагріваючим радіатором.

Простір навколо елемента я заповнив гумою (від каблуків непотрібного взуття) і склеїв все це автомобільним термогерметиком.

Вентилятор для охолодження виготовив із 3-х вольтового двигуна від того ж несправного CD-rom_а та лопат штатного вентилятора від комп'ютерного кулера. Двигун і вентилятор зіштовхував за допомогою китайського суперклею та дискоутримувача від того самого CD-rom_а. В результаті вийшов вентилятор охолодження, який починає працювати від півтора вольта і жере зовсім невеликий струм.

Для радіатора нагрівання взяв радіатор від кулера старого процесора.

Напруга, близько 6-8 вольт, у мене виходить на перетворювач, де зменшується до потрібних для девайсів п'яти вольт.

Про цей перетворювач я вже писав. http://tutankanara.livejournal.com/410005.html

Ось і сам генератор у зборі. Кат тільки (в межах хвилини-дві) напруга, що виробляється, досягає півтора вольт, починає крутитися вентилятор охолодження, і холодна сторона елемента починає охолоджуватися. У робочий режим генерації термогенератор виходить за кілька хвилин. Від нього можна живити світлодіодні гірлянди та заряджати електронні аксесуари. Мій генератор дає близько 400 міліампер струму при 5 вольтах напруги. Сила струму залежить від елемента, що застосовується. Якщо буде можливість, поставлю кращі елементи.

Також цей пристрій, якщо зняти генераторну частину, можна використовувати як звичайний пальник, для кип'ятіння води. Зазвичай заповнюю наполовину банку і вона закипає через 10-15 хвилин. опубліковано

Термоелектричний генератор Пельтьєґрунтується на т.зв. «ефект Пельтьє», який був відкритий вченим у 1834 році. Він полягає в тому, що при пропусканні електричного струму в замкнутому ланцюзі, який складається з двох сполучених пластин (металевих або напівпровідникових), у них виникатиме різниця температур. Тобто один елемент нагріватиметься, а другий – охолоджуватиметься. Зворотний ефект було відкрито ще раніше німецьким вченим Зеєбеком. Його можна сформулювати так: у замкнутому ланцюзі з двох провідників, контакти яких мають різну температуру, виникає струм.

Власне, нас цікавить якраз останній варіант, використовуючи який ми отримуватимемо струм. Тож правильніше, мабуть, було б говорити про термоелектричний генератор Пельтьє-Зеєбека.

Відразу варто відзначити, що ККД такого генератора дуже низький. І навряд чи варто очікувати, що отриманої енергії вистачить на щось більше за зарядку телефону або робота лампочки. Але для туристів і просто ентузіастів цього достатньо.

Для отримання струму можна використовувати різні конструкції. Найпростішим є «кухоль», частина якого нагрівається вогнем, а друга – охолоджується водою. Ми розглянемо 3 термоелектричні генератори Пельтьє.

Для цього нам потрібно:

Модуль Пельтьє. Ми радимо TEC1-12712. Зверніть увагу, що цей модуль випускається у трьох варіантах: 40х40, 50х50, 60х60. Чим більший розмір, тим вище ціна (приблизна - 1000-2000 рублів). Нам знадобиться або один модуль розміром 60х60 або вище, або два модуль розміром 40х40. Перші 3 цифри – кількість елементів (127). Останні дві цифри у маркуванні – це максимальний струм. У нашому випадку – 12А.
Підвищуючий перетворювачпостійної напруги (до 5В). У більшості випадків нам буде потрібний струм з напругою 5В. Цього вистачить для заряджання телефону, ліхтарика, радіо та для роботи звичайної лампи розжарювання. Але наш генератор, швидше за все, видаватиме струм меншої напруги. Необхідно його виміряти та додати до системи відповідний перетворювач. Вони можуть бути як вітчизняного виробництва - КР1446ПН1 (або КР1446ПН1Е); підвищує перетворювач 3.3B/5B ЕК-1674. Так і імпортного – 5V NCP1402; MAX 756. Ціни на них можуть суттєво відрізнятися, але, трохи пошукавши, можна купити відповідний перетворювач менш ніж за 10 у.о. Вихід перетворювача залежить від цього, навіщо використовуватиметься термогенератор Пельтье. Якщо для зарядки мобільного телефону – USB роз'єм і.т.д.
Нагрівальний елемент. Найпростіше - багаття. Як варіант, можна використовувати свічки (тільки треба буде виправляти генератор у міру того, як свічка буде оплавлятися). Принцип тут простий – потрібно передати модулю Пельтьє якнайбільше тепла. Тому джерело має бути або дуже гарячим – вогонь газової плити, багаття. Або втрати тепла необхідно мінімізувати. Для цього нагрівальний елемент можна помістити у склянку, коробку. Нижче ми зупинимося на цьому детальніше.
Охолодний елемент. Найпростіший – вода чи сухий лід. Якщо ви знаходитесь біля річки – можна спробувати використати холодну воду. В цьому випадку нагрівальний елемент буде зверху.

Теорію ми пройшли, тепер настав час практики.

Нам залишилося підібрати останній елемент – сполучні елементи. Їхнє завдання – створити максимальну різницю температур між пластинами модуля Пельтьє. Тут є де розгулятися фантазії, і багато залежить від того, де, як і навіщо ви збираєте генератор Пельтьє, тому ми просто наведемо приклади.

Приклад 1. Два металеві кружки різного розміру з відпиленими ручками. Можна взяти ковшок або маленьку каструлю. Ставимо каструлю на вогонь (можна використовувати і електричну плиту), зверху кладемо модуль і накриваємо кухлем меншого розміру, в який насипаний лід, сніг або просто холодна вода. Далі до виходу генератора підпаюємо провід, що веде до входу перетворювача напруги. Перед цим поверхні, зрозуміло, треба відполірувати. Також слід нанести і термопасту, детальніше про це сказано нижче.

Приклад 2. Нам знадобиться свічка Ікея, чашка, ківш та пластина з дюралюмінію. За допомогою термостійкого клею приклеюємо модуль Пельтьє до пластини. З іншого боку модуля так само приклеюємо дно ковшика.

Приклад 3. Беремо модуль на 127 елементів розміри 50х50. Також знадобляться два алюмінієві бруски, контактні поверхні яких ми попередньо поліруємо та наносимо термопасту. Бруски приклеюємо по обидва боки модуля. До холодного бруска прикріплюємо радіатор. А «гарячий» кладемо на працюючу конфорку електричної плити.

Потужності такого монстра вистачило, щоб запалити 10-ватну лампочку, з напругою до 6В.

Недоліком усіх попередніх варіантів є те, що в домашніх умовах важко організувати ефективне охолодження. Лід розтане, радіатор нагріється. А ось у «диких» умовах все може бути простіше: для охолодження можна використовувати річкову воду або сніг, а для нагрівання – згадане вище багаття.

Важливо! ККД генератора Пельтьє дуже низький, тому слід використовувати всі можливості для покращення ККД. Всі вони так чи інакше спрямовані на те, щоб зменшити втрати тепла.

По-перше, для кращої теплопровідності поверхню сполучних елементів, що контактує з модулем, потрібно відполірувати до дзеркального блиску. Для цього можна використовувати верстат або дриль із вставленим повстяним пижем, на який наноситься паста ГОІ.

Потім на них слід нанести термопасту, яка добре проводить тепло. Взяти її можна в будь-якому магазині радіо- чи комп'ютерної техніки.

Також на місця, через які «іде» тепло, можна нанести термостійкий герметик. У нашій першій конструкції це буде простір між денцями більшого ковша та меншого кухля. Завдяки цьому отримане тепло не «розходитися» по всій поверхні денця зовнішнього кружки. У цьому немає потреби, якщо у вас донця приблизно одного розміру, як це показано на фото нижче.

І чашка, і ківш приблизно одного діаметра - все тепло від чашки йде нагору, до модуля Пельтьє.

Якщо дроти між модулем і перетворювачем проходять в гарячій зоні, їх також слід ізолювати термостійким герметиком або тканиною.

Виміряти отриманий струм можна тестером, світлодіодом, малопотужною лампочкою тощо. Зауважимо, що струм з'являється не відразу після запуску, а через 1-2 хвилини.

Продовжуючи тему про саморобні девайси.
На цей раз мова піде про темрогенератор на елементах Пельтьє.

Елементи Пельтьє це такі невеликі (зазвичай 4х4 см.) штуковини, що складаються з керамічних пластин і біметалу між ними, за допомогою якого при нагріванні однієї сторони та охолодженні іншої виробляється електричний струм. Або навпаки, подаючи струм, нагріваємо одну сторону та охолоджуємо іншу. Ця властивість елементів Пельтьє використовують при виготовленні переносних холодильників, але мене в першу чергу більше цікавить генераторна здатність цих пристроїв.

Справді, дуже зручно. Нагріваєш одну сторону елемента, охолоджуєш іншу - і отримуєш достатній струм і напругу для зарядки, наприклад, стільникового або інших електронних девайсів. А в мене взагалі з електрикою напруження, часто не буває, тож така штука мені життєво необхідна. Ні, звичайно, частково, проблему нестачі електрики можуть вирішити сонячні батареї. Це, на даному етапі, я взагалі вважаю одне з найкращих джерел альтернативної енергетики. Тому в мене є і сонячна батарея (про яку розповім пізніше), невелику, але достатню для мене потужність. Видає вона десь 1 – 1,5 ампера при напрузі від 5 до 15 вольт.

Для створення термогенератора підійдуть не всякі елементи Пельтьє, лише ті, які тримають температуру 300-400 градусів. Звичайно, можна виготовити генератор і зі звичайних елементів, що застосовують у холодильниках, але лише в порядку експерименту. Бо, як тільки перегрієте - і елемент вийде з ладу. Придбати високотемпературні елементи можна в американців чи китайців. (Невеликий відступ про китайців: читаючи мій блог, може скластися невірне уявлення, що я погано ставлюся до Китаю або китайцям. Зовсім навпаки, Китаєм я захоплююся, що не заважає мені вважати, що це найімовірніший наш супротивник. Знову ж таки, німці теж коли -то були нашим ворогом, та й французи, та й хто тільки не був.І що з того?Буде війна - будемо ненавидіти, але поки світ - ми друзі.Тим більше, що все врешті-решт закінчиться, як раніше у випадку з іншими націями.І таки стануть, після всіх воєн, росіяни та китайці - братами навіки.
Можна придбати елементи і у співвітчизників, але зовсім за нечуваною ціною, а це не наш шлях.

Отже мій термогенератор нагрівається масляним (на звичайному, найдешевшому, соняшниковому маслі) пальником.