L’augment dels preus de l’energia estimula la cerca de tipus de combustible més eficients i més econòmics, fins i tot a nivell domèstic. La majoria dels artesans entusiastes són atrets per l’hidrogen, el poder calorífic és tres vegades superior al del metà (38,8 kW contra 13,8 per 1 kg de substància). Sembla que es coneix el mètode d’extracció a casa: la divisió de l’aigua per electròlisi. En realitat, el problema és molt més complicat. El nostre article té 2 objectius:
El sector de l’energia probablement ha produït més electricitat amb gas que carbó. Ambdós combustibles representen actualment aproximadament el 33%, segons fonts d'energia federals. No obstant això, el combustible de gas no és controvertit. La producció de formacions d’esquist que utilitza perforacions horitzontals i fractures hidràuliques, que ha proporcionat gran part del creixement de la producció durant l’última dècada, ha contaminat algunes vies d’aigua i ha provocat problemes de terratrèmols.
M de gas per dia de mitjana l'any passat. No va haver de ser així. En els darrers anys, la indústria del carbó ha estat colpejada per la competència de la regulació del gas barat i la neteja que han elevat el cost de la crema de roca negra bruta. La tendència del gas ha arribat per mantenir-se. Els generadors afegeixen més instal·lacions de gas a mesura que es retiren les centrals elèctriques de carbó més antigues, va dir Costas.
- analitzeu la qüestió de com fer un generador d'hidrogen amb costos mínims;
- tingueu en compte la possibilitat d’utilitzar la instal·lació per escalfar una casa particular, proveir de combustible un cotxe i com a màquina de soldar.
L’hidrogen, també conegut com hidrogen, és el primer element de la taula periòdica que és la substància gasosa més lleugera amb una alta activitat química. Durant l'oxidació (és a dir, la combustió), allibera una gran quantitat de calor, formant aigua ordinària. Caracteritzem les propietats de l’element, formulant-les en forma de tesis:
Amb electricitat i gas, pagueu per dues coses principals. L’energia que utilitzeu està malgastant energia a casa vostra. ... Només més d’un terç del que pagueu és obtenir energia per a vosaltres; la resta és el que feu servir. Una petita part del que pagueu també es destina a finançar el treball dels reguladors de la indústria energètica.
* Els números que ens falten no ressalten els costos de transmissió derivats de les despeses d'energia. Hi ha diversos processos per protegir la vostra llar i, finalment, pagueu aquests processos a la vostra factura. La vostra factura cobreix la generació, transmissió, distribució i venda al detall d’electricitat. També inclou un petit gravamen administrat per l’Electricity Authority, que regula i regula la indústria elèctrica.
Com a referència. Els científics, que primer van dividir la molècula d’aigua en hidrogen i oxigen, van anomenar la barreja gas explosiu per la seva tendència a explotar. Posteriorment, va rebre el nom de gas de Brown (pel nom de l'inventor) i va començar a designar-se per la hipotètica fórmula NNO.
En primer lloc, cal generar la vostra força. A Nova Zelanda, això prové principalment de l’energia hidràulica, l’energia geotèrmica i el gas natural. La transmissió és el moviment massiu d’energia a tot el país. L’electricitat es transmet des de la central fins a un punt de distribució proper a casa vostra.
El canal principal de transmissió és impulsat per vectors. A partir d’aquí es distribueix el vostre poder.La distribució d'energia des del punt de lliurament o distribució a la vostra propietat és gestionada per empreses de distribució locals (ja siguin línies o empreses de xarxa) o, en el cas de les empreses de gas, de xarxes de gas.
Anteriorment, els cilindres del dirigible s’omplien d’hidrogen, que sovint explotava.
A partir de l’anterior, es suggereix la següent conclusió: 2 àtoms d’hidrogen es combinen fàcilment amb 1 àtom d’oxigen, però se separen molt a contracor. La reacció d’oxidació química procedeix amb l’alliberament directe d’energia tèrmica d’acord amb la fórmula:
Els costos de transmissió i distribució d’electricitat solen ser pagats pel vostre detallista i s’inclouen com a part del que us cobren. En alguns casos, els minoristes separen els diferents components de la vostra factura perquè pugueu veure el que pagueu per cada porció. En diverses àrees, l’empresa de la xarxa factura directament els costos de distribució.
Els costos de transmissió i distribució del gas s’inclouen al preu majorista quan els minoristes compren gas. La part de la vostra factura que cobreix la transmissió i la distribució és més alta per al gas que per a l'electricitat. El vostre minorista és la companyia energètica amb la qual feu negocis i us envia la factura.
2H 2 + O 2 → 2H 2 O + Q (energia)
Aquí es troba un punt important que ens serà útil per fer un debriefing: l’hidrogen reacciona espontàniament a partir de la ignició i la calor s’allibera directament. Per separar una molècula d’aigua s’haurà de gastar energia:
2H 2 O → 2H 2 + O 2 - Q
Es tracta d’una fórmula de reacció electrolítica que caracteritza el procés de divisió d’aigua mitjançant el subministrament d’electricitat. Com implementarem això a la pràctica i crearem un generador d’hidrogen amb les nostres mans, ho considerarem més endavant.
Els minoristes compren l’electricitat generada per empreses generadores en un complex sistema comercial. Per a l’electricitat, s’anomena mercat elèctric de Nova Zelanda. És en aquest nivell del comerç d’electricitat que escoltarà termes com ara “mercat majorista” i “preus fixos”. El preu a l'engròs pel qual els minoristes compren electricitat pot afectar molt el preu que pagueu.
Els generadors elèctrics venen electricitat al mercat majorista. El compren els venedors que després us el venen. Tot i que el preu de l’electricitat s’estableix cada mitja hora i varia en funció de la demanda, la majoria dels minoristes el venen a un preu fixat i solen concertar contractes de compra-venda coneguts com a “cobertures” amb majoristes.
Creació d’un prototip
Per tal que entengueu el que esteu tractant, primer proposem muntar el generador més senzill per a la producció d’hidrogen a un cost mínim. El disseny d’una instal·lació casolana es mostra al diagrama.
Hi ha alguns minoristes que us vendran electricitat segons el preu del contracte, de manera que el que pagueu depèn dels canvis en el preu al comptat. Hi ha un marge de preu per al minorista, però com que el minorista no ha de cobrir les fluctuacions del preu al comptat, el marge és inferior al preu del contracte fixat. Així, de mitjana, comprar preus locals és més barat però més arriscat que els contractes de preus.
Els propietaris del jaciment paguen royalties al govern i després venen el gas als majoristes, que el venen als minoristes. Els mercats de gas i electricitat es cobren per pagar a les autoritats reguladores que els supervisen i per prestar serveis per resoldre les queixes dels consumidors. Les taxes de regulació de la indústria energètica són extremadament baixes.
En què consisteix un electrolitzador primitiu:
- reactor: envàs de vidre o plàstic amb parets gruixudes;
- elèctrodes metàl·lics immersos en un reactor d’aigua i connectats a una font d’energia;
- el segon embassament actua com a segell d'aigua;
- canonades per a l'eliminació de gas HHO.
Un punt important. La planta d’hidrogen electrolític només funciona amb corrent continu. Per tant, utilitzeu l’adaptador de CA, el carregador de cotxe o la bateria com a font d’alimentació. Un generador de corrent altern no funcionarà.
Compareu la factura de la llum i estalvieu
Esbrineu qui subministra la vostra nova propietat i com obtenir la millor oferta de gas i electricitat. Un proveïdor d’interruptors és una manera ràpida i senzilla de reduir els costos de la llar. Amb tantes tasques a la llista de comprovació de la mudança de casa, recordar d’avisar el vostre proveïdor d’energia actual (i esbrinar qui és el vostre nou proveïdor de gas i electricitat) probablement serà l’últim que tingueu en compte.
Esbrineu qui subministra gas i electricitat a la nova propietat
La bona notícia és que aquestes dues tasques no són tan difícils de marcar la vostra llista com es podria pensar. Si no podeu obtenir aquesta informació dels vostres inquilins actuals, podeu fer un parell de trucades per saber qui és el vostre nou proveïdor d’energia. Podeu trucar a la vostra zona de distribució d’electricitat per saber qui us subministra electricitat. Els números s’enumeren a continuació.
El principi de funcionament de l'electrolitzador és el següent:
Per fer el disseny del generador que es mostra al diagrama amb les vostres pròpies mans, necessitareu 2 ampolles de vidre amb coll i tapa amples, un comptagotes mèdic i dues dotzenes de cargols autorroscants. El conjunt complet de materials es mostra a la foto.
Termogeneradors. Història i teoria
Un dia en moviment és un moment estressant, però recordeu-vos de cuidar alguns detalls de gas i electricitat mentre carregueu les caixes. Us agrairem més endavant quan rebreu noves factures per ordre. Ara que heu passat a la vostra nova propietat, gairebé heu acabat.
Per què pagar més per la mateixa energia?
Poseu-vos en contacte amb el vostre proveïdor per obtenir immobles nous per informar-los del trasllat i proporcionar el vostre testimoni.
- Feu la lectura del taulell a la nova propietat.
- Feu-ho tan aviat com sigui possible per garantir un primer recompte precís.
Cerqueu i canvieu a la millor oferta energètica en qüestió de minuts.
Les eines especials requeriran una pistola de cola per segellar les tapes de plàstic. El procediment de fabricació és senzill:
Per engegar el generador d’hidrogen, aboqueu aigua salada al reactor i engegueu la font d’energia. L’inici de la reacció estarà marcat per l’aparició de bombolles de gas als dos contenidors. Ajusteu el voltatge al valor òptim i enceneu el gas marró que surt de l’agulla del comptagotes.
Preguntes més freqüents sobre el trasllat de proveïdors d’energia i mudances a casa
Què passa si la meva nova propietat té un comptador de prepagament
Obteniu més informació sobre l’economia de 7 metres, inclòs el vostre tipus de comptador a través del vostre proveïdor. Què passa si la meva nova propietat no està relacionada amb el gas ni l’electricitat. Si la vostra nova propietat no està connectada a la xarxa de gas o electricitat, haureu de sol·licitar una connexió a l’operador de vehicles de gas o a l’operador de la xarxa de distribució.
Com fer lectures d’un comptador de gas o lectures d’un comptador d’electricitat?
Com a alternativa, podeu contactar primer amb el vostre proveïdor preferit i sol·licitar-hi una connexió. Es cobrarà una tarifa de connexió. Si mai no heu llegit un comptador de gas o electricitat, pot semblar descoratjador. Però no us preocupeu, tenim un vídeo pas a pas per ajudar-vos a trobar els vostres comptadors, si no sabeu on és la propietat, determineu quins comptadors teniu i, per descomptat, llegiu-lo.
El segon punt important.No es pot aplicar una tensió massa alta: l'electròlit, escalfat a 65 ° C o més, començarà a evaporar-se ràpidament. A causa de la gran quantitat de vapor d'aigua, no es pot encendre el cremador. Per obtenir detalls sobre el muntatge i engegada d’un generador d’hidrogen improvisat, consulteu el vídeo:
Guia de canvi de llogaters Fins i tot si el llogueu, encara podeu canviar d’energia.
- Els inquilins poden demanar al propietari que canviï d’energia.
- Trobeu un proveïdor d’energia.
- Obtindreu la millor oferta pel vostre gas i electricitat.
No fa gaire temps, el gas natural (el combustible que probablement us va proporcionar aquest matí) va ser percebut com un combustible "pont" més net perquè estava menys contaminat que altres alternatives. Per a alguns propòsits, encara existeix, com ara quan substitueix el gasoil als autobusos.
El dispositiu i el principi de funcionament del generador de gas per a l'electricitat
El generador d’electricitat funciona amb gas natural o liquat
Sovint s’utilitza un generador domèstic de gas per a la calefacció. El seu dispositiu no és diferent dels models similars que funcionen amb altres tipus de combustible. Conté les parts següents:
- Habitatge. Pot ser rectangular o cilíndrica. Normalment es fabrica amb xapa d’acer.
- La cambra de combustió. Com que el dispositiu funciona amb gas, no necessita cap contenidor per carregar combustible. Aquesta unitat està fabricada en acer resistent a la calor.
- Compressor. Cal bombar aire al forn. Sense això, el combustible no s’encendrà.
- Turbina. Hi entra aire escalfat i expandit.
No hi ha dipòsit de combustible a la unitat, ja que funciona amb gas liquat o natural. Al seu lloc s’instal·la una cambra de combustió. El principi de funcionament de l’aparell és senzill. En primer lloc, l’aire entra al compressor, es comprimeix i s’envia a la cambra de combustió, on es barreja amb una petita quantitat de combustible. La mescla s’encén i es porta a una temperatura elevada. El gas entra a la turbina i la fa girar, generant electricitat. Una part es destina al funcionament del propi generador de gas domèstic. Els productes de combustió es descarreguen pel tub d’escapament.
Sobre la cèl·lula d’hidrogen de Meyer
Si heu fabricat i provat el disseny anterior, al cremar la flama al final de l’agulla, probablement notareu que la productivitat de la instal·lació és extremadament baixa. Per obtenir més gas oxihidrogen, cal fabricar un dispositiu més seriós, anomenat cèl·lula Stanley Meier en honor de l’inventor.
Però a casa nostra, alguns creuen que s’hauria d’eliminar gradualment el gas natural a favor dels aparells elèctrics per raons climàtiques. Ja hi ha una tendència a canviar de gas a electricitat. S. és totalment elèctric. Aquesta tendència és la més forta al sud. Quan es crema, o sobretot si surt sense cremar, el gas natural contribueix al canvi climàtic.
Reactor de plaques
Thomsen i diversos altres han recomanat un tipus de calefacció i aire condicionat conegut com a bombes de calor. Creu que el futur és l'electrificació de les cases. Els recomana a les persones que tinguin sistemes solars al terrat, ja que es paga l’electricitat.
El principi de funcionament de la cèl·lula també es basa en l'electròlisi, només l'ànode i el càtode es fabriquen en forma de tubs inserits entre si. El voltatge es subministra des del generador d’impulsos mitjançant dues bobines ressonants, cosa que redueix el consum de corrent i augmenta el rendiment del generador d’hidrogen. El circuit electrònic del dispositiu es mostra a la figura:
Els instal·la en apartaments assequibles a tota Califòrnia. "Una nevera utilitza més electricitat per escalfar i refrigerar que una bomba de calor en un apartament", va dir Armstrong. Però els serveis públics de gas afirmen que el gas natural ajuda a mantenir la disponibilitat d’energia.Molta gent lluita per pagar les seves factures de serveis públics i no es pot arriscar.
És cert, fins i tot és més car que el gas en la majoria de les aplicacions que fem servir ara, va dir. Quan la gent passa de gas a electricitat, de vegades ha d’augmentar el servei elèctric a la caixa del disjuntor i el cost és diferent. Harris accepta que l'electricitat s'està netejant. Però va dir que la instal·lació d’aerogeneradors eòlics i parcs solars també requereix l’ús de combustibles fòssils. Necessiten molt de formigó i l’energia per produir i abocar formigó prové de combustibles fòssils.
Nota. Els detalls sobre el funcionament de l’esquema es descriuen al recurs https://www.meanders.ru/meiers8.shtml.
Per fer una cel·la Meyer, necessitareu:
- un cos cilíndric de plàstic o plexiglàs, els artesans solen utilitzar un filtre de subministrament d’aigua amb tapa i broquets;
- tubs d'acer inoxidable amb un diàmetre de 15 i 20 mm i una longitud de 97 mm;
- cables, aïllants.
Les investigacions encara mostren que els parcs eòlics i solars tendeixen a compensar aquest consum de combustibles fòssils poc temps després de començar a funcionar. Al voltant de l'11% de l'electricitat alemanya va ser generada per centrals elèctriques de gas. A més, les centrals elèctriques de gas aconsegueixen taxes d’eficiència molt altes gràcies a una tecnologia sofisticada, que converteix la major part de l’energia del gas natural en electricitat. En comparació, les centrals de carbó poden aconseguir un 50% d’eficiència en el millor dels casos.
Fonts d’il·luminació atmosfèrica
Les centrals de gas són cada vegada més eficients gràcies a les millores realitzades en les turbines durant les darreres dècades. Són alimentats per la crema de gas natural, que escalfa l’aire entrant i condueix turbines, en un procés similar al d’un avió a reacció. El moviment de rotació es transmet a través de l’eix a un generador elèctric, que genera electricitat com una dinamo de bicicleta.
Els tubs inoxidables s’uneixen a una base dielèctrica, els cables connectats al generador s’hi solden. La cèl·lula consta de 9 o 11 tubs, col·locats en una caixa de plàstic o plexiglàs, tal com es mostra a la foto.
La connexió dels elements es realitza d’acord amb tot l’esquema conegut a Internet, que inclou una unitat electrònica, una cèl·lula Meyer i un segell d’aigua (el nom tècnic és un bombollador). Per raons de seguretat, el sistema està equipat amb sensors crítics de pressió i nivell d’aigua. Segons els artesans domèstics, aquesta planta d'hidrogen consumeix un corrent d'aproximadament 1 amperi a una tensió de 12 V i té un rendiment suficient, tot i que no hi ha xifres exactes.
Esquema esquemàtic d’encesa de l’electrolitzador
Representants de centrals elèctriques prefabricades
Tingueu en compte que aquestes opcions (un generador termoelèctric i un generador de gas) són ara prioritats, per tant, s'estan produint estacions preparades per a ús, tant domèstics com industrials.
A continuació en detallem alguns:
- Estufa Indigirka;
- Forn turístic "BioLite CampStove";
- Central elèctrica "BioKIBOR";
- Central elèctrica "Eco" amb un generador de gas "Cube".
Una estufa domèstica de combustible sòlid (fabricada segons el tipus de l'estufa "Burzhayka"), equipada amb un generador termoelèctric Peltier.
Perfecte per a cases rurals i cases petites, ja que és prou compacte i es pot transportar en cotxe.
L’energia principal durant la combustió de la llenya s’utilitza per escalfar, però al mateix temps el generador existent també permet obtenir electricitat amb una tensió de 12 V i una potència de 60 W.
Forn "BioLite CampStove".
També utilitza el principi de Peltier, però és encara més compacte (el pes només és d’1 kg), cosa que permet portar-lo en excursions de senderisme, però la quantitat d’energia generada pel generador és encara menor, però n’hi haurà prou carregueu una llanterna o un telèfon.
També s’utilitza un generador termoelèctric, però aquesta ja és una versió industrial.
El fabricant, a petició, pot fabricar un dispositiu que proporcioni una producció d’electricitat amb una capacitat de 5 kW a 1 MW. Però això afecta la mida de l'estació, així com la quantitat de combustible consumida.
Per exemple, una instal·lació que produeix 100 kW consumeix 200 kg de llenya per hora.
Però la central elèctrica Eco és un generador de gas. El seu disseny utilitza un generador de gas "Cube", un motor de combustió interna de gasolina i un generador elèctric amb una capacitat de 15 kW.
A més de solucions industrials ja preparades, podeu comprar per separat els mateixos generadors termoelèctrics Peltier, però sense estufa, i utilitzar-lo amb qualsevol font de calor.
Reactor de plaques
Un generador d’hidrogen d’alt rendiment capaç d’assegurar el funcionament d’un cremador de gas està format per plaques inoxidables de 15 x 10 cm de mida, el nombre oscil·la entre 30 i 70 peces. Es foraden forats per apretar els passadors i es talla un terminal a la cantonada per connectar el cable.
A més de la xapa d’acer inoxidable grau 316, haureu de comprar:
- cautxú amb un gruix de 4 mm, resistent als alcalins;
- plaques finals fetes de plexiglàs o textolita;
- tirants de corbata M10-14;
- vàlvula de retenció per a màquina de soldadura de gas;
- filtre d'aigua per a un segell d'aigua;
- tubs de connexió d'acer inoxidable ondulats;
- hidròxid de potassi en forma de pols.
Les plaques s’han de muntar en un sol bloc, aïllant entre si amb juntes de goma amb un centre retallat, tal com es mostra al dibuix. Estireu fort el reactor resultant amb passadors i connecteu-lo a les canonades dels electròlits. Aquest últim prové d’un contenidor separat equipat amb tapa i vàlvules d’aturada.
Nota. T'expliquem com fer un electrolitzador de flux (sec). És més fàcil fabricar un reactor amb plaques submergides: no cal instal·lar juntes de goma i es redueix el bloc muntat en un recipient tancat amb electròlit.
Circuit generador de tipus humit
El posterior muntatge d’un generador que produeix hidrogen es realitza segons el mateix esquema, però amb diferències:
- Un dipòsit per a la preparació d’electròlits està unit al cos de l’aparell. Aquesta última és una solució d’un 7-15% d’hidròxid de potassi en aigua.
- En lloc d’aigua, s’aboca a la bombolla l’anomenat desoxidant: acetona o un dissolvent inorgànic.
- S'ha d'instal·lar una vàlvula de retenció davant del cremador, en cas contrari, quan el cremador d'hidrogen estigui suaument apagat, el cop posterior trencarà les mànegues i la bombolla.
La manera més senzilla d’alimentar el reactor és fer servir un inversor de soldadura; no cal muntar circuits electrònics. Com funciona el generador de gas casolà de Brown, dirà el mestre de casa al seu vídeo:
Avantatges i inconvenients
El generador es pot connectar a la canonada principal de gas
Els generadors de gas per a la llar són convenients perquè fan servir diferents tipus de combustible, molt més barats que la gasolina. Tenen els següents avantatges:
- la capacitat de connectar-se a un cilindre i una canonada principal;
- l’ús del dispositiu per generar electricitat, escalfar una habitació, rebre aigua calenta;
- durabilitat, ja que en utilitzar gas, el desgast de les parts internes del generador és mínim;
- seguretat ambiental;
- rendibilitat.
Tot i això, també hi ha desavantatges: el subministrament de gas no està disponible a tot arreu. Quan us connecteu a la columna vertebral, cal un permís d’un servei especial.
Malgrat el costós procés d'instal·lació, l'ús d'unitats generadores de gas es justifica en cas de tall freqüent d'electricitat o la seva absència completa. Si és impossible utilitzar el sistema de combustible principal, podeu utilitzar cilindres.
A l’hora d’escollir un dispositiu, es tenen en compte les condicions per al seu ús, així com les tasques que la unitat ha de resoldre.
És rendible aconseguir hidrogen a casa?
La resposta a aquesta pregunta depèn de l’àmbit d’aplicació de la barreja d’oxigen-hidrogen. Tots els dibuixos i diagrames publicats per diversos recursos d'Internet estan dissenyats per alliberar gas HHO amb els propòsits següents:
- utilitzar hidrogen com a combustible per als cotxes;
- cremar hidrogen sense fum a les calderes i forns de calefacció;
- sol·liciteu la soldadura per gas.
El principal problema que nega tots els avantatges del combustible d’hidrogen: el cost de l’electricitat per l’alliberament d’una substància pura supera la quantitat d’energia obtinguda de la seva combustió. Qualsevol cosa que afirmen els seguidors de les teories utòpiques, l'eficiència màxima de l'electrolitzador arriba al 50%. Això significa que es consumeixen 2 kW d’electricitat per 1 kW de calor rebuda. El benefici és nul, fins i tot negatiu.
Recordem el que vam escriure a la primera secció. L’hidrogen és un element molt actiu i reacciona per si sol amb l’oxigen, generant molta calor. Intentant dividir la molècula d’aigua estable, no podem aportar energia directament als àtoms. La divisió es realitza mitjançant electricitat, la meitat de la qual es dissipa per escalfar els elèctrodes, aigua, bobinatges del transformador, etc.
Informació important de fons. La calor específica de combustió de l’hidrogen és tres vegades superior a la del metà, però en pes. Si els comparem per volum, quan es cremen 1 m³ d’hidrogen, només s’alliberaran 3,6 kW d’energia tèrmica enfront d’11 kW per al metà. Al cap i a la fi, l’hidrogen és l’element químic més lleuger.
Ara considerem el gas oxihidrogen obtingut per electròlisi en un generador d’hidrogen casolà com a combustible per a les necessitats anteriors:
Com a referència. Per cremar hidrogen en una caldera de calefacció, caldrà redissenyar l'estructura a fons, ja que un cremador d'hidrogen pot fondre qualsevol acer.
Com es determina la potència termoelèctrica d’un metall
La potència termoelèctrica d’un metall es determina en relació amb el platí. Per a això, un termoparell, un dels elèctrodes del qual és el platí (Pt), i l’altre el metall provat, s’escalfa a 100 graus centígrads. El valor resultant en milivolts d'alguns metalls es mostra a continuació. A més, cal assenyalar que no només canvia la magnitud de la potència termoelèctrica, sinó també el seu signe respecte al platí.
En aquest cas, el platí juga el mateix paper que 0 graus a l’escala de temperatura i tota l’escala de termopotència té aquest aspecte:
- Antimoni +4,7
- Ferro +1,6
- Cadmi + 0,9
- Zinc +0,75
- Coure +0,74
- Or +0,73
- Plata +0,71
- Estany +0,41
- Alumini +0,38
- Mercuri 0
- Platí 0
El platí és seguit de metalls amb una potència termoelèctrica negativa:
Utilitzant aquesta escala, és molt fàcil determinar el valor de l'energia termoelèctrica desenvolupada per un termopar compost per diversos metalls. Per fer-ho, n'hi ha prou amb calcular la diferència algebraica dels valors dels metalls a partir dels quals es fabriquen els termoelèctrodes. Per exemple, per al parell antimonis - bismut, aquest valor serà +4,7 - (- 6,5) = 11,2 mV. Si s’utilitza un parell ferro-alumini com a elèctrodes, aquest valor serà només de +1,6 - (+0,38) = 1,22 mV, que és gairebé deu vegades inferior al del primer parell.
Si la unió freda es manté a una temperatura constant, per exemple 0 graus, la potència termoelèctrica de la unió calenta serà proporcional al canvi de temperatura, que s’utilitza en els termoparells.
Generador casolà senzill
Tot i que aquests dispositius no són populars ara, de moment no hi ha res més pràctic que una unitat termogeneradora, que sigui capaç de substituir una estufa elèctrica, una làmpada d’il·luminació en un viatge o ajudar-la, si la a un telèfon mòbil es descompon, per alimentar una finestra elèctrica. Aquesta electricitat també ajudarà a casa en cas de tall de corrent. Es pot obtenir gratuïtament, es podria dir, per a una pilota.
Per tant, per fabricar un generador termoelèctric, heu de preparar:
- Regulador de voltatge;
- Soldador;
- Qualsevol cos;
- Radiadors de refrigeració;
- Pasta tèrmica;
- Elements calefactors Peltier.
Muntatge del dispositiu:
- En primer lloc, es fa el cos del dispositiu, que ha de quedar sense fons, amb forats a la part inferior per obtenir aire i a la part superior amb un suport per al contenidor (tot i que no és necessari, ja que el generador pot no funcionar sobre aigua) ;
- A continuació, un element Peltier s’uneix al cos i un radiador de refrigeració s’uneix al seu costat fred mitjançant pasta tèrmica;
- A continuació, cal soldar l’estabilitzador i el mòdul Peltier, segons els seus pols;
- L'estabilitzador ha d'estar molt ben aïllat perquè la humitat no hi arribi;
- Queda per comprovar el seu treball.
Per cert, si no hi ha manera d’obtenir un radiador, podeu utilitzar un refrigerador d’ordinador o un generador de cotxes. No passarà res terrible d’aquesta substitució.
L'estabilitzador es pot comprar amb un indicador de díode que donarà un senyal de llum quan la tensió assoleixi el valor especificat.
Com es van crear els termogeneradors
Ja a mitjan segle XIX, es van fer nombrosos intents de crear termogeneradors: dispositius per generar energia elèctrica, és a dir, per alimentar diversos consumidors. Les bateries fetes de termoelements connectats en sèrie se suposava que s’utilitzaven com a fonts d’aquest tipus. El disseny d’aquesta bateria es mostra a la Fig. 2.
Fig. 2. Termopila, dispositiu esquemàtic
La primera bateria termoelèctrica va ser creada a mitjan segle XIX pels físics Oersted i Fourier. El bismut i l’antimoni s’utilitzaven com a termoelèctrodes, només el mateix parell de metalls purs amb la màxima potència termoelèctrica. Les juntes calentes s’escalfaven amb cremadors de gas i les juntes fredes es col·locaven en un recipient amb gel. En el transcurs d’experiments amb termoelectricitat, més tard es van inventar les termopiles, adequades per a l’ús en alguns processos tecnològics i fins i tot per a la il·luminació. Un exemple és la bateria Clamont, desenvolupada el 1874, que era força potent per a fins pràctics: per exemple, per al daurat galvànic, així com per a ús a impremtes i tallers de gravat solar. Al mateix temps, el científic Noé també es dedicava a l'estudi de les termopiles, les seves termopiles també estaven àmpliament distribuïdes alhora.
Però tots aquests experiments, tot i que van tenir èxit, van estar condemnats al fracàs, ja que les tèrmules creades a partir de termoelements a partir de metalls purs tenien una eficiència molt baixa, cosa que va dificultar la seva aplicació pràctica. Els vapors de metall pur tenen una eficiència de només unes dècimes de percentatge. Els materials semiconductors tenen una eficiència molt superior: alguns òxids, sulfurs i compostos intermetàl·lics.
Propietats dels materials termoelèctrics
Els resultats ens permeten esperar que en un futur proper s’obtinguin fonts d’energia elèctrica completament noves i respectuoses amb el medi ambient. A nivell molecular, s’ha produït una combinació de cobalt, níquel, estany i manganès. El resultat és un aliatge multiferrita amb propietats completament noves. Combina una combinació òptima de propietats elèctriques, elàstiques i magnètiques. A causa d'això, hi ha una transformació de materials d'un a un altre, i l'efecte de la temperatura condueix a transformacions de fase reversibles. Durant una demostració d’aquest material, tot i absorbir el calor ambiental, va provocar una generació inesperada d’electricitat a l’inductor que l’envoltava.
Per tant, el material obtingut pot tenir una gran importància pràctica en el futur. Per exemple, la conversió de calor generada per un cotxe es pot utilitzar per carregar bateries.
Termoparells semiconductors
Els autors de l’acadèmic A.I. van fer una autèntica revolució en la creació de termoelements. Ioffe.A principis dels anys 30 del segle XX, va plantejar la idea que amb l'ajut de semiconductors és possible convertir l'energia tèrmica, inclosa l'energia solar, en energia elèctrica. Gràcies a la investigació realitzada, ja el 1940, es va crear una fotocèl·lula semiconductora per convertir l'energia de la llum solar en energia elèctrica. La primera aplicació pràctica dels termoelements semiconductors s'hauria de considerar, aparentment, com a "barret de bombó partidista", que va permetre subministrar energia a algunes estacions de ràdio partidàries portàtils.
Els elements de constantan i SbZn van servir com a base del termogenerador. La temperatura de les unions fredes es va estabilitzar amb aigua bullent, mentre que les unions calentes es van escalfar mitjançant una flama de foc, proporcionant així una diferència de temperatura d'almenys 250 ... 300 graus. L’eficiència d’aquest dispositiu no era superior a l’1,5 ... 2,0%, però la potència per alimentar les estacions de ràdio era suficient. Per descomptat, en aquells temps de guerra, el disseny del "barret de bombó" era un secret d'Estat, i fins i tot ara molts fòrums a Internet en discuteixen el disseny.
Ús de sistemes d’energia alternativa
La recerca de fonts d’energia alternatives és un poderós vector global que determina el futur de l’energia a tot el món. Avui en dia, s’utilitzen els elements següents per a la calefacció i l’electricitat dels edificis:
- energia solar;
- energia eòlica;
- energia derivada de la terra (energia geotèrmica);
- energia dels mars i oceans;
- energia de les aigües continentals;
- energia de la biomassa;
- energia del biogàs.
Energia renovable i les seves fonts
Bàsicament, les fonts d’energia alternatives es divideixen en renovables i sintètiques. La seva diferència rau en el fet que els renovables utilitzen diversos fenòmens naturals per generar energia, mentre que els sintètics es basen en la síntesi de combustible, és a dir, la substitució d’hidrocarburs naturals per materials sintètics.
La demanda i els preus de l'electricitat creixen no només al nostre país, sinó a tot el món. Aquest és un preu inevitable a pagar pel desenvolupament de les tecnologies modernes. I el terme "fonts renovables" no és del tot correcte, tot perquè la demanda és moltes vegades superior a la reproducció d'aquestes fonts: cada any la humanitat consumeix cada vegada més petroli, gas i carbó, els dipòsits s'esgoten, ja no n'hi ha més. .
Tot això condueix al fet que a les properes dècades hi haurà una escassetat aguda de recursos d’energia fòssil a tot el món.
Què significa això per als propietaris de cases particulars?
Això vol dir que és hora de començar a preparar-se per un fort augment del preu de l’energia. Sí, això no passarà avui i no immediatament. Però és millor estar a punt en aquest moment, aïllar la casa, substituir la caldera, instal·lar nous sistemes de fonts d’energia, intentar que la seva llar sigui el més eficient energèticament possible.
Avui en dia, en cases particulars, es pot obtenir energia renovable de fonts alternatives instal·lant:
- Panells solars (captadors solars);
- Bomba de calor;
- Recuperadors de ventilació;
- Aerogeneradors;
- Instal·lació de sistemes d’alimentació externa (https://saen.com.ua/vneshnee-elektrosnabzhenie.html).
Donat el nostre clima continental fred i dur, és possible que una font per escalfar la llar no sigui suficient. I aquí cal veure les combinacions:
- Si la vostra zona té molts dies de sol, es pot considerar una combinació de plaques solars i la calefacció tradicional de la caldera. Durant el dia, el sol us estalviarà combustible i a la nit (mentre es carreguen els panells) la casa s’escalfarà mitjançant una caldera;
- Si hi ha vents freqüents i forts a la vostra zona, val la pena considerar la possibilitat d’instal·lar un molí de vent. Podeu combinar l'energia eòlica amb la calefacció de la caldera de la mateixa manera que es descriu anteriorment;
- Per a un ús més racional de l'energia a les regions més càlides, generalment es pot considerar la possibilitat de substituir les calderes tradicionals per calderes de biomassa, bombes de calor i sistemes de recuperació de calor per ventilació.
El més important és que les fonts d’energia alternatives proporcionaran estabilitat de calefacció a la vostra llar. Al cap i a la fi, no és un secret per a ningú que les interrupcions elèctriques siguin força freqüents en molts pobles i assentaments russos.
L’energia solar
L’element principal d’una central solar domèstica són les cèl·lules fotovoltaiques fetes amb hòsties de silici. Sota la influència de la radiació solar, a més, generen electricitat de forma totalment gratuïta.
Els col·lectors solars també es poden utilitzar com a mitjà secundari de transferència de calor. Per exemple, es poden utilitzar per mantenir aigua calenta constant a la casa. Per descomptat, és necessari dissenyar correctament aquesta instal·lació, tenint en compte el nombre de residents i la seva necessitat d’aigua calenta, així com el nivell de llum solar que entra al terrat de la casa. Idealment, els col·lectors s’han d’instal·lar al costat sud de la casa.
Energia eòlica
La instal·lació d’un aerogenerador domèstic també és una solució interessant, però fins ara cara per a la majoria dels propietaris. Però un sistema d’aquest tipus depèn menys del clima i del nombre de dies assolellats: els molins funcionen constantment i només canvien el parell.
Recuperador i recuperació de calor
Un recuperador és un dispositiu especial instal·lat al sistema de ventilació, la funció principal del qual és retornar a la casa l’aire càlid que prové de la casa.
Hi ha molts models i tipus de recuperadors al mercat. Són relativament econòmics. Per obtenir el millor efecte, es recomana triar dispositius amb la màxima eficiència (més del 90%) i un consum no superior a 0,35 W de potència per 1 m3 d’aire.
Fusió d’energies renovables: solucions híbrides
Es poden combinar més d’una font d’energia alternativa a una llar. La solució més popular són els col·lectors híbrids que fan servir cèl·lules fotovoltaiques i captadors solars. Al mateix temps, escalfen aigua i generen electricitat.
Fins i tot avui en dia es pot extreure energia i calor de les aigües residuals. Hi ha al mercat els anomenats sistemes de calefacció amb sulfur d’hidrogen. Recullen aigua tèbia anteriorment utilitzada per rentar o rentar plats i la transfereixen al sistema de calefacció de la llar. Aquest sistema consta d’un filtre, un dipòsit especial d’aigües residuals i una bomba.
Quin dispositiu triar per a casa vostra depèn de vosaltres. Si el pressupost és limitat i no esteu segur de que el dispositiu funcionarà de manera eficient, es recomana començar poc: instal·leu un panell solar o un recuperador. I ja cal mirar.
Els sistemes d’energia alternativa poden substituir completament la caldera?
No, encara no poden. Les fonts d’energia alternatives sovint es critiquen per la seva baixa potència: ni els panells solars, ni els parcs eòlics ni els recuperadors, per descomptat, poden resoldre completament el problema de la calefacció i l’electricitat en una casa privada. O poden, però serà massa car.
Tot i això, també és obvi un altre fet: aquests dispositius ja s'estan convertint en un component important de l'enginyeria de moltes cases, ja que molts propietaris es van adonar que aquests sistemes poden estalviar molt en les factures de gas i electricitat.
Termogenerador domèstic
Ja a la dècada dels cinquanta de la postguerra, la indústria soviètica va començar a produir el termogenerador TGK-3. El seu propòsit principal era alimentar ràdios amb bateries a les zones rurals no electrificades. La potència del generador era de 3 W, cosa que va permetre alimentar receptors de bateries com Tula, Iskra, Tallinn B-2, Rodina-47, Rodina-52 i alguns altres.
L’aspecte del termogenerador TGK-3 es mostra a la Fig. 3.
Fig. 3. Termogenerador TGK-3
Disseny de termogenerador
Com ja s'ha esmentat, el termogenerador estava destinat a l'ús a les zones rurals, on s'utilitzaven llums de querosè llamp per il·luminar. Aquesta làmpada, equipada amb un termogenerador, es va convertir no només en una font de llum, sinó també en electricitat. Al mateix temps, no eren necessaris costos addicionals de combustible, perquè exactament aquella part del querosè que acabava de volar a la canonada es convertia en electricitat.A més, aquest generador sempre estava preparat per treballar, el seu disseny era tal que simplement no hi havia res a trencar. El generador només podia estar inactiu, funcionar sense càrrega i no tenia por dels curtcircuits. La vida útil del generador, en comparació amb les bateries galvàniques, semblava eterna.
El paper de la xemeneia a la làmpada de querosè el juga la part cilíndrica allargada del vidre. Quan es va utilitzar la làmpada juntament amb un termogenerador, es va escurçar el vidre i s’hi va inserir un transmissor de calor de metall 1, tal com es mostra a la Fig. quatre.
Fig. 4. Llum de querosè amb generador termoelèctric
La part exterior del transmissor de calor té la forma d’un prisma multifacètic sobre el qual s’instal·len les termopiles. Per augmentar l'eficiència de la transferència de calor, l'intercanviador de calor tenia diversos canals longitudinals a l'interior. En passar per aquests canals, els gasos calents van entrar al tub d’escapament 3, escalfant simultàniament la termopila, més exactament, les seves unions calentes. Es va utilitzar un radiador refrigerat per aire per refredar les unions fredes. Consisteix en costelles metàl·liques unides a les superfícies exteriors dels blocs de termopila.
Termogenerador - TGK3 constava de dues seccions independents. Un d’ells produïa una tensió de 2V a un corrent de càrrega de fins a 2A. Aquesta secció es va utilitzar per obtenir la tensió de l’ànode de les làmpades mitjançant un transductor de vibracions. Es va utilitzar una altra secció amb una tensió d’1,2 V i un corrent de càrrega de 0,5 A per alimentar els filaments de les làmpades.
És fàcil calcular que el termogenerador tenia una potència no superior a 5 watts, però era suficient per al receptor, cosa que va permetre alegrar les llargues nits d’hivern. Ara, per descomptat, sembla ridícul, però en aquells temps llunyans, aquest dispositiu era, sens dubte, un miracle de la tecnologia.
Fabricació de bricolatge
Podeu fabricar un generador termoelèctric amb les vostres mans. Per a això, es requereixen alguns elements:
- Mòdul capaç de suportar temperatures de fins a 300-400 ° C.
- Un convertidor d’augment que té com a objectiu rebre una tensió contínua de 5 V.
- Escalfador en forma de foc, espelma o algun tipus d’estufa en miniatura.
- Més fresc. L’aigua o la neu són les opcions més populars.
- Elements de connexió. Amb aquest propòsit, podeu utilitzar tasses o testos de diferents mides.
Els cables entre el transmissor i el mòdul han d’estar aïllats amb un compost resistent a la calor o un segellador convencional. Cal muntar el dispositiu en la següent seqüència:
- Deixeu només el cas de la font d'alimentació.
- Enganxeu el mòdul Peltier al radiador amb el costat fred.
- Després d’haver netejat i polit la superfície prèviament, heu d’enganxar l’element a l’altra banda.
- Des de l'entrada del convertidor de tensió, cal soldar els cables a les sortides de la placa.
En aquest cas, el termogenerador per a un funcionament correcte ha de tenir les característiques següents: tensió de sortida - 5 volts, tipus de sortida per connectar el dispositiu - USB (o qualsevol altre, segons les preferències), la potència de càrrega mínima ha de ser 0,5 A En aquest cas, podeu utilitzar qualsevol tipus de combustible.
Comprovar el mecanisme és molt senzill. Podeu posar-hi diverses branquetes fines i seques. Enceneu-los i, al cap d’uns minuts, connecteu algun dispositiu, per exemple, un telèfon per recarregar-lo. No és difícil muntar un termogenerador. Si tot es fa correctament, durarà més d’un any en viatges i excursions.
