Chcete-li získat elektřinu, musíte najít potenciální rozdíl a dirigenta Lidé se vždy snažili ušetřit peníze, a v době neustále rostoucích účtů za služby to není vůbec překvapující. Dnes již existují způsoby, jak může člověk získat zdarma elektřinu pro něj. Jedná se zpravidla o určité kutilské instalace, které jsou založeny na elektrickém generátoru.
Termoelektrický generátor a jeho zařízení
Termoelektrický generátor je zařízení, které generuje elektrickou energii z tepla. Je to vynikající parní zdroj elektřiny, i když s nízkou účinností.
Jako zařízení pro přímou přeměnu tepla na elektrickou energii se používají termoelektrické generátory, které využívají princip činnosti konvenčních termočlánků
Termoelektřina je v zásadě přímá přeměna tepla na elektřinu v kapalných nebo pevných vodičích a potom obrácený proces ohřevu a chlazení kontaktu různých vodičů pomocí elektrického proudu.
Zařízení generátoru tepla:
- Generátor tepla má dva polovodiče, z nichž každý se skládá z určitého počtu elektronů;
- Jsou také vzájemně propojeny vodičem, nad kterým je vrstva schopná vést teplo;
- K němu je také připojen termionický vodič pro přenos kontaktů;
- Dále přichází chladicí vrstva, následovaná polovodičem, jehož kontakty vedou k vodiči.
Bohužel generátor tepla a energie není vždy schopen pracovat s vysokou kapacitou, proto se používá hlavně v každodenním životě, a ne ve výrobě.
Dnes se termoelektrický převodník téměř nikde nepoužívá. „Žádá“ o spoustu zdrojů, také zabírá místo, ale napětí a proud, které může generovat a převádět, jsou velmi malé, což je extrémně nerentabilní.
Přeměna tepla na světlo a poté na elektřinu
14.11.2019 924
„Tepelné fotony jsou fotony emitované horkým tělesem.“ "Když se podíváte na něco horkého pomocí infračervené kamery, uvidíte, že to září." Kamera ukazuje tyto tepelně vzrušené fotony. “
Vynález je hyperbolický emitor tepla schopný absorbovat intenzivní teplo, které by se jinak uvolňovalo do prostředí, komprimovalo jej do úzké šířky pásma a emitovalo jej jako světlo pro další přeměnu na elektřinu.
Tento objev slouží jako pokračování dalšího výzkumprovedeno na Brown School of Technology na Rice University v roce 2020, kdy byla nalezena jednoduchá metoda pro vytvoření vysoce zarovnaných deskových filmů z těsně zabalených uhlíkových nanotrubiček.
Odpadní teplo
Diskuse vedly k rozhodnutí zjistit, zda by tyto filmy mohly být použity ke směrování „termálních fotonů“.
„Tepelné fotony jsou fotony emitované horkým tělesem.“ "Když se podíváte na něco horkého pomocí infračervené kamery, uvidíte, že to září." Kamera ukazuje tyto tepelně vzrušené fotony. “
Infračervené záření Je složkou slunečního světla dodávajícího teplo planetě, ale to je jen malá část celého elektromagnetického spektra.
„Jakýkoli horký povrch vyzařuje světlo ve formě tepelného záření.“"Problém je v tom, že tepelné záření je širokopásmové a přeměna světla na elektřinu je účinná, pouze pokud je záření v úzkém pásmu." Úkolem bylo vtěsnat širokopásmové fotony do úzkého pásma. “
Nanotrubičkové filmy umožnily izolovat fotony ve střední infračervené oblasti, které by jinak byly zbytečné. To může motivovat k širokému využívání odpadního tepla, které představuje přibližně 20% veškeré průmyslové spotřeby energie.
Uhlíkové nanotrubice mohou přenášet teplo
„Nejúčinnějším způsobem, jak nyní přeměnit teplo na elektřinu, je použít k jejich napájení turbíny a páru nebo jinou kapalinu.“ "Mohou přinést téměř 50 procentní účinnost konverze." Mnoho z toho, co je dnes známo, se takové efektivitě nemůže přiblížit, ale tyto systémy je obtížné implementovat. “
Zarovnané uhlíkové nanotrubice zůstávají tepelně stabilní až do 1 600 ° C a vykazují extrémní anizotropii: vodivou v jednom směru a izolační v dalších dvou - účinek zvaný hyperbolická disperze. Tepelné fotony se mohou srazit s filmem a přicházet z libovolného směru, ale odcházet až po jednom.
Tato extrémní anizotropie vede k extrémně vysoké fotonové hustotě ve střední infračervené oblasti, která se projevuje silnými rezonancemi v hloubkových dutinách o velikosti vlnové délky.
„Místo přechodu z tepla přímo na elektřinu, jde cesta nejprve od tepla ke světlu a teprve potom k elektřině.“ „Na první pohled se zdá, že dva kroky by byly efektivnější než tři, ale v tomto případě tomu tak není.“
Přidání zářičů ke standardním solárním článkům může zvýšit jejich účinnost z jejich současného maxima přibližně 22% na 80%. „Komprimací veškeré energie z odpadního tepla do malé spektrální oblasti ji lze velmi efektivně převést na elektřinu.“ Kromě toho mohou nanofotonické tepelné zářiče s vysokou hustotou fotonů významně zlepšit účinnost radiačního chlazení a rekuperace odpadního tepla.
Můžete se dozvědět více o této technologii číst Další informace najdete v článku ACS Photonics.
Zdroj: Rice University
Solární termální generátor elektřiny a rádiových vln
Zdroje elektrické energie se mohou velmi lišit. Dnes si výroba solárních termoelektrických generátorů začala získávat na popularitě. Taková zařízení lze použít v majácích, ve vesmíru, v automobilech i v jiných oblastech života.
Solární tepelné generátory jsou skvělým způsobem, jak šetřit energii
RTG (zkratka pro radionuklidový termoelektrický generátor) funguje tak, že přeměňuje izotopovou energii na energii elektrickou. Jedná se o velmi ekonomický způsob, jak získat téměř bezplatnou elektřinu a možnost osvětlení bez elektřiny.
Vlastnosti RTG:
- Je jednodušší získat zdroj energie z rozpadů izotopů, než například udělat to samé ohřevem hořáku nebo petrolejové lampy;
- Výroba elektřiny a rozpad částic je možný za přítomnosti speciálních izotopů, protože proces jejich rozpadu může trvat desítky let.
Při použití takové instalace musíte pochopit, že při práci se starými modely zařízení existuje riziko přijímání dávky záření a je velmi obtížné takové zařízení zlikvidovat. Pokud není řádně zničen, může fungovat jako radiační bomba.
Při výběru výrobce instalace je lepší zůstat ve firmách, které se již osvědčily. Například Global, Altec (Altec), TGM (Tgm), Cryotherm, Termiona.
Mimochodem, dalším dobrým způsobem, jak získat elektřinu zdarma, je generátor pro sběr rádiových vln.Skládá se z párů filmových a elektrolytických kondenzátorů, stejně jako nízkoenergetických diod. Izolovaný kabel o délce 10–20 metrů je považován za anténu a další zemnicí vodič je připojen k vodovodnímu nebo plynovému potrubí.
Ruští vědci dostali teplo z chladu
Vědci z Institutu katalýzy SB RAS zjistili, jak získat teplo z chladu, které lze použít k vytápění v drsných klimatických podmínkách. Za tímto účelem navrhují absorbovat páry methanolu porézním materiálem při nízkých teplotách. První výsledky studie podporované grant
Russian Science Foundation (RSF), byly
zveřejněno
v časopise Applied Thermal Engineering. Chemici navrhli cyklus zvaný „Teplo z chladu“ („TepHol“). Vědci přeměňují teplo pomocí procesu adsorpce methanolu na porézní materiál. Adsorpce je proces absorpce látek z roztoku nebo směsi plynů jinou látkou (adsorbentem), který se používá k oddělování a čištění látek. Absorbovaná látka se nazývá adsorbát.
"Myšlenkou bylo nejprve teoreticky předpovědět, jaký by měl být optimální adsorbent, a poté syntetizovat skutečný materiál s vlastnostmi blízkými ideálu," uvedl jeden z autorů studie, doktor chemie Yuri Aristov. - Pracovní látkou jsou páry methanolu a obvykle se adsorbují aktivními uhlíky. Nejprve jsme vzali komerčně dostupné aktivní uhlí a použili je. Ukázalo se, že většina z nich nefunguje moc dobře, a proto jsme se rozhodli syntetizovat nové methanolové adsorbenty, specializované na cyklus TepHol, sami. Jedná se o dvousložkové materiály: mají porézní matrici, relativně inertní složku a aktivní složkou je sůl, která dobře absorbuje methanol “.
Poté vědci provedli termodynamickou analýzu cyklu TepHol, která poskytuje přibližnou představu o průběhu transformačního procesu a určila optimální podmínky pro implementaci adsorpce. Vědci stáli před úkolem zjistit, zda nový termodynamický cyklus může poskytnout dostatečnou účinnost a výkon pro výrobu tepla. Pro zodpovězení této otázky byl navržen laboratorní prototyp instalace TepHol s jedním adsorbérem, výparníkem a kryostaty, které simulovaly studený vzduch a nemrznoucí vodu. Adsorbent byl umístěn do speciálního velkoplošného výměníku tepla vyrobeného z hliníku. Toto zařízení umožňuje vyrábět teplo v přerušovaném režimu: uvolňuje se, když adsorbent absorbuje metanol, a poté jeho regeneraci nějakou dobu trvá. Za tímto účelem se sníží tlak methanolu v adsorbentu, což je usnadněno nízkou teplotou okolí. Zkoušky prototypu TepHol byly prováděny v laboratorních podmínkách, kde byly simulovány teplotní podmínky sibiřské zimy a experiment byl úspěšně dokončen.
„Použití dvou přírodních termostatů (akumulace tepla) v zimě, například okolního vzduchu (T = -20 - -40 ° C) a nemrznoucí vody z řeky, jezera, moře nebo podzemní vody (T = 0 - 20 ° C) , s teplotním rozdílem 30-60 ° C lze získat teplo k vytápění domů. Navíc, čím je venku chladnější, tím snazší je získat užitečné teplo, “uvedl Yuri Aristov.
Vědci dosud syntetizovali čtyři nové sorbenty, které jsou ve fázi testování. Podle autorů jsou první výsledky těchto testů velmi povzbudivé.
„Navrhovaná metoda vám umožňuje získat teplo přímo na místě v regionech s chladnými zimami (severovýchodní Rusko, severní Evropa, USA a Kanada, stejně jako Arktida), což může výrazně urychlit jejich sociálně-ekonomický rozvoj.Využití i malého množství nízkoteplotního tepla prostředí může vést ke změně struktury moderní energie, snížení závislosti společnosti na fosilních palivech a zlepšení ekologie naší planety, “uzavřel Aristov.
V budoucnu může být rozvoj ruských vědců užitečný pro racionální využívání nízkoteplotního tepelného odpadu z průmyslu (například chladicí voda vypouštěná z tepelných elektráren a plyny, které jsou vedlejším produktem chemikálií a ropy rafinérský průmysl), doprava a bydlení a komunální služby, jakož i obnovitelná tepelná energie, zejména v oblastech Země s drsnými klimatickými podmínkami.
Jak vyrobit Peltierův prvek vlastními rukama
Běžným Peltierovým prvkem je deska sestavená z částí různých kovů s konektory pro připojení k síti. Taková deska prochází skrz sebe proud, zahřívá se na jedné straně (například až na 380 stupňů) a na druhé pracuje z chladu.
Peltierův prvek je speciální termoelektrický měnič, který pracuje na principu stejného jména pro dodávání elektrického proudu.
Takový termogenerátor má opačný princip:
- Jedna strana může být ohřívána spalováním paliva (například oheň na dřevě nebo jiné surovině);
- Druhá strana je naopak chlazena kapalným nebo vzduchovým výměníkem tepla;
- Na vodičích je tedy generován proud, který lze použít podle vašich potřeb.
Je pravda, že výkon zařízení není příliš velký a účinek není působivý, ale takový jednoduchý domácí modul může dobře nabít telefon nebo připojit LED svítilnu.
Tento prvek generátoru má své výhody:
- Tichá práce;
- Schopnost používat to, co je po ruce;
- Nízká hmotnost a přenosnost.
Taková domácí kamna si začala získávat popularitu mezi těmi, kteří rádi přenocují v lesích u ohně, využívají dary země a kteří nemají odpor k tomu, aby dostali elektřinu zdarma.
Peltierův modul se také používá k chlazení počítačových desek: prvek je připojen k desce a jakmile teplota stoupne nad přípustnou teplotu, začne ochlazovat obvody. Na jedné straně vstupuje do zařízení prostor studeného vzduchu, na druhé straně horký. Model 50X50X4mm (270w) je populární. Takové zařízení si můžete koupit v obchodě nebo si ho vyrobit sami.
Mimochodem, připojení stabilizátoru k takovému prvku vám umožní získat na výstupu vynikající nabíječku pro domácí spotřebiče, nejen tepelný modul.
Chcete-li vytvořit Peltierův prvek doma, musíte si vzít:
- Bimetalové vodiče (asi 12 kusů nebo více);
- Dva keramické talíře;
- Kabely;
- Páječka.
Výrobní schéma je následující: vodiče jsou připájeny a umístěny mezi desky, poté jsou pevně upevněny. V tomto případě si musíte pamatovat na vodiče, které budou poté připojeny k převodníku proudu.
Rozsah použití takového prvku je velmi různorodý. Vzhledem k tomu, že jedna z jeho stran má tendenci se ochladit, můžete pomocí tohoto zařízení vyrobit cestovní malou ledničku nebo například automatickou klimatizaci.
Ale jako každé zařízení, i tento termočlánek má své klady a zápory. Mezi výhody patří:
- Kompaktní velikost;
- Schopnost pracovat s chladicími nebo topnými prvky společně nebo s každým zvlášť;
- Tichý, prakticky tichý provoz.
Minusy:
- Potřeba kontrolovat teplotní rozdíl;
- Vysoká spotřeba energie;
- Nízká úroveň účinnosti při vysokých nákladech.
Typy solárních kolektorů - jaké jsou?
Kolektory jsou chápány jako zařízení, která jsou schopna absorbovat sluneční energii, upravit ji na teplo a poté ji odeslat do chladicí kapaliny.Standardní solární kolektor je vyroben ve formě plastového nebo kovového pouzdra, ve kterém jsou instalovány černé kovové desky. Tyto desky lze ohřát na určitou teplotu.
V závislosti na jeho velikosti jsou kolektory rozděleny na vysokou, střední a nízkou teplotu. Je nereálné vyrábět vysokoteplotní zařízení doma. Jsou vytvářeny pomocí sofistikovaných technologií pro provoz ve velkých průmyslových zařízeních. Středoteplotní struktury, které akumulují dostatečné množství solární energie, lze použít pro vytápění obytných budov a nízkoteplotní pro ohřev vody. Je docela možné vyrobit tyto dva typy sběratelů sami.
Zajímavá zařízení jsou rozdělena do následujících typů:
- byt;
- kumulativní;
- vzduch;
- kapalný.
Solární kolektor na střeše
Plochý kolektor je kovová skříňovitá konstrukce s deskou absorbující světlo ze Slunce. Je pokryta skleněným víkem s nízkým obsahem železa, díky kterému na desku snímající teplo dopadá téměř veškeré sluneční světlo. Konstrukce je nutně tepelně izolována. Účinnost takového kolektoru je objektivně malá - asi 10%. Lze jej zvýšit aplikací speciálního polovodiče s amorfními vlastnostmi na destičku. Taková zařízení jsou vhodná pro ohřev vody v každodenním životě.
Sběrač termosyfonu (skladování) je považován za účinnější. Používá se k ohřevu vody a udržování teploty na určité úrovni v místnosti po určitou dobu. Strukturálně je vyroben ve formě 1-3 nádrží instalovaných v krabici s tepelnou izolací. Stejně jako ploché zařízení je pokryto skleněným víkem. V chladném období je obtížné použít takový sběrač. Ale v létě, kdy je světlo ze Slunce velmi silné, může být použito doma.
Kapalné solární struktury používají vodu jako nosič tepla. Jsou vyrobeny na otevřeném nebo uzavřeném principu výměny tepla, mohou být bez skla a prosklené. Provoz takových zařízení je plný nepříjemností - často unikají a během zimních měsíců mohou dobře zamrznout. Sběrače vzduchu, které se nejčastěji používají k sušení ovoce, zeleniny a relativně malého množství jiných zemědělských produktů, tyto problémy postrádají. Letadlo je konstrukčně jednoduché, snadno se udržuje, proto se těší zasloužené popularitě.
Jednoduchý domácí generátor
Navzdory skutečnosti, že tato zařízení nejsou nyní populární, v tuto chvíli není nic praktičtějšího než jednotka generující teplo, která je docela schopná vyměnit elektrický sporák, světelnou lampu během cestování nebo pomoci, pokud se mobilní telefon se porouchá a ovládá elektricky ovládané okno. Taková elektřina pomůže doma i v případě výpadku proudu. Lze jej získat zdarma, dalo by se říci, za míč.
Chcete-li tedy vyrobit termoelektrický generátor, musíte se připravit:
- Regulátor napětí;
- Páječka;
- Někdo;
- Chladicí radiátory;
- Tepelná pasta;
- Peltierovy topné články.
Sestavení zařízení:
- Nejprve je vyrobeno tělo zařízení, které by mělo být bez dna, s otvory ve spodní části pro vzduch a nahoře se stojanem pro nádobu (i když to není nutné, protože generátor nemusí pracovat na vodě) ;
- Dále je k tělu připevněn Peltierův prvek a na jeho studenou stranu je prostřednictvím tepelné pasty připevněn chladicí radiátor;
- Poté musíte připájet stabilizátor a Peltierův modul podle jejich pólů;
- Stabilizátor by měl být velmi dobře izolován, aby se tam nedostala vlhkost;
- Zbývá zkontrolovat jeho práci.
Mimochodem, pokud není možné získat chladič, můžete místo toho použít počítačový chladič nebo automobilový generátor. Z takové náhrady se nestane nic hrozného.
Stabilizátor lze dokoupit s diodovým indikátorem, který bude vydávat světelný signál, když napětí dosáhne stanovené hodnoty.
DIY termočlánek: funkce procesu
Co je to termočlánek? Termočlánek je elektrický obvod složený ze dvou různých prvků s elektrickým kontaktem.
TermoEMF termočlánku s teplotním rozdílem 100 stupňů na jeho okrajích je asi 1 mV. Aby byla vyšší, lze do série zapojit několik termočlánků. Získáte termočlánek, jehož termoEMF se bude rovnat celkovému součtu EMF termočlánků v něm obsažených.
Proces výroby termočlánku je následující:
- Vytvoří se silné spojení dvou různých materiálů;
- Vezme se zdroj napětí (například autobaterie) a na jeho jeden konec se připojí vodiče z různých materiálů předem zkroucené do svazku;
- V tuto chvíli musíte na druhý konec přivést vodítko spojené s grafitem (zde bude běžná tužka).
Mimochodem, je velmi důležité, aby bezpečnost nepracovala pod vysokým napětím! Maximální indikátor v tomto ohledu je 40-50 voltů. Je ale lepší začít s malými výkony od 3 do 5 kW, postupně je zvyšovat.
Existuje také „vodní“ způsob, jak vytvořit termočlánek. Spočívá v zajištění ohřevu připojených vodičů budoucí konstrukce pomocí obloukového výboje, který se objeví mezi nimi, a silného roztoku vody a soli. V procesu takové interakce „vodní“ páry drží materiály pohromadě, poté lze termočlánek považovat za připravený. V tomto případě záleží na tom, jaký průměr má kabelový svazek produktu. Nemělo by to být příliš velké.
Elektřina zdarma vlastními rukama (video)
Získání elektřiny zdarma není tak složité, jak to zní. Díky různým typům generátorů pracujících s různými zdroji již není děsivé zůstat při výpadku proudu bez světla. Trochu dovednosti a už máte připravenou vlastní mini stanici pro výrobu elektřiny.
Elektrárna na dřevo je jedním z alternativních způsobů dodávek elektřiny spotřebitelům.
Takové zařízení je schopné získat elektřinu při minimálních nákladech na energetické zdroje, a to i na místech, kde není vůbec žádný zdroj energie.
Elektrárna, která využívá palivové dřevo, může být vynikající volbou pro majitele letních chat a venkovských domů.
K dispozici jsou také miniaturní verze, které jsou vhodné pro milovníky dlouhých túr a zábav v přírodě. Ale nejdřív.
OBSAH (klikněte na tlačítko vpravo):
Vlastnosti
Elektrárna na dřevo není zdaleka novým vynálezem, ale moderní technologie umožnily poněkud vylepšit dříve vyvinutá zařízení. K výrobě elektřiny se navíc používá několik různých technologií.
Koncept „na dřevě“ je navíc poněkud nepřesný, protože jakékoli pevné palivo (dřevo, štěpky, palety, uhlí, koks), obecně cokoli, co může spalovat, je vhodné pro provoz takové stanice.
Okamžitě si všimneme, že palivové dřevo, nebo spíše proces jejich spalování, funguje pouze jako zdroj energie, který zajišťuje fungování zařízení, ve kterém je generována elektřina.
Hlavní výhody těchto elektráren jsou:
- Schopnost používat širokou škálu tuhých paliv a jejich dostupnost;
- Získání elektřiny kdekoli;
- Použití různých technologií vám umožňuje přijímat elektřinu s nejrůznějšími parametry (dostatečné pouze pro pravidelné dobíjení telefonu a před napájením průmyslového zařízení);
- Může také působit jako alternativa, jsou-li výpadky proudu běžné, a jako hlavní zdroj elektřiny.
Klasická verze
Jak již bylo uvedeno, elektrárna na dřevo využívá k výrobě elektřiny několik technologií. Klasikou mezi nimi je energie páry nebo jednoduše parní stroj.
Všechno je zde jednoduché - palivové dřevo nebo jiné palivo, hořící, ohřívá vodu, v důsledku čehož se mění v plynný stav - páru.
Výsledná pára se přivádí do turbíny generátorové soustavy a otáčením generátor generuje elektřinu.
Jelikož je parní stroj a generátorová soustava spojeny v jediném uzavřeném okruhu, je po průchodu turbínou pára ochlazována, opět přiváděna do kotle a celý proces se opakuje.
Takové uspořádání elektrárny je jedním z nejjednodušších, ale má řadu významných nevýhod, z nichž jednou je nebezpečí výbuchu.
Po přechodu vody do plynného stavu se tlak v okruhu významně zvyšuje, a pokud není regulován, existuje vysoká pravděpodobnost prasknutí potrubí.
A ačkoli moderní systémy používají celou sadu regulačních ventilů tlaku, provoz parního stroje stále vyžaduje neustálé sledování.
Obyčejná voda použitá v tomto motoru může navíc způsobit tvorbu vodního kamene na stěnách potrubí, což snižuje účinnost stanice (vodní kámen zhoršuje přenos tepla a snižuje průchodnost potrubí).
Nyní je však tento problém vyřešen použitím destilované vody, kapalin, vyčištěných nečistot, které se vysráží, nebo speciálních plynů.
Ale na druhé straně může tato elektrárna plnit další funkci - vytápět místnost.
Všechno je zde jednoduché - po splnění své funkce (otáčení turbíny) musí být pára ochlazena tak, aby opět přešla do kapalného stavu, což vyžaduje chladicí systém nebo jednoduše chladič.
A pokud umístíme tento radiátor do interiéru, nakonec z takové stanice získáme nejen elektřinu, ale také teplo.
Metody úspor
Jednou z možností je použití automatizovaných řídicích jednotek pro topný systém v domě. Samotné takové zařízení sleduje venkovní teplotu a v závislosti na ní vybírá režim dodávky tepla v bytech.
Obyvatelé těchto domů již nečelí situaci, kdy je již relativně teplo a baterie v bytě jsou horké - v místnosti se příliš zahřívá a musí otevírat okna. Obyvatelé pociťují nepohodlí a zároveň musí platit za „extra“ tepelnou energii.
Dosud pouze čtyři procenta domů mají automatickou regulaci vytápění. Umožňuje majitelům bytů ušetřit na poplatcích za služby měsíčně.
Termoelektrické generátory
Velmi zajímavou možností jsou elektrárny s generátory postavenými na Peltierově principu.
Fyzik Peltier objevil účinek, že když elektřina prochází vodiči skládajícími se ze dvou odlišných materiálů, teplo je absorbováno na jednom z kontaktů a teplo se uvolňuje na druhém.
Tento efekt je navíc opačný - pokud je vodič na jedné straně zahříván a na druhé straně - chlazen, bude v něm generována elektřina.
Je to opačný účinek, který se používá v elektrárnách na dřevo. Při spalování ohřívají jednu polovinu desky (jedná se o termoelektrický generátor), sestávající z kostek z různých kovů, a její druhá část je chlazena (pro kterou se používají výměníky tepla), v důsledku čehož na svorkách desky.
Generátory plynu
Druhým typem jsou plynové generátory. Takové zařízení lze použít v několika směrech, včetně výroby elektřiny.
Zde stojí za zmínku, že takový generátor sám nemá nic společného s elektřinou, protože jeho hlavním úkolem je vyrábět hořlavý plyn.
Podstata fungování takového zařízení se odráží ve skutečnosti, že v procesu oxidace (spalování) tuhých paliv se uvolňují plyny, včetně hořlavých plynů - vodík, metan, CO, které lze použít k různým účelům.
Například takové generátory se dříve používaly u automobilů, kde konvenční spalovací motory perfektně fungovaly na emitovaný plyn.
Kvůli neustálému třesu paliva již někteří motoristé a motocyklisté začali instalovat tato zařízení na svá auta.
To znamená, že k získání elektrárny stačí mít plynový generátor, spalovací motor a konvenční generátor.
V prvním prvku se uvolní plyn, který se stane palivem pro motor a který zase bude otáčet rotorem generátoru za účelem získání elektřiny na výstupu.
Mezi výhody plynových elektráren patří:
- Spolehlivost konstrukce samotného generátoru plynu;
- Výsledný plyn lze použít k provozu spalovacího motoru (který se stane pohonem elektrického generátoru), plynového kotle, pece;
- V závislosti na použitém spalovacím motoru a elektrickém generátoru lze elektřinu získat i pro průmyslové účely.
Hlavní nevýhodou generátoru plynu je těžkopádná struktura, protože musí obsahovat kotel, kde probíhají všechny procesy výroby plynu, jeho chladicí a čisticí systém.
Pokud má být toto zařízení používáno k výrobě elektřiny, měla by stanice navíc obsahovat také spalovací motor a elektrický generátor.
Kdo má nárok na dotaci na teplo?
Zrušení principu křížových dotací v roce 2012, kdy podniky platily hlavně za tepelnou energii spotřebovanou obyvatelstvem, způsobilo prudké zvýšení tarifů za vytápění. Aby se vyhnul nevyhnutelný skok ve výdajích občanů, bylo rozhodnuto o vyplácení dotací na vytápění. Jejich velikost přímo závisí na celkovém rodinném příjmu. Čím nižší je, tím větší je částka pomoci z rozpočtu. Výpočet výše dotací se provádí individuálně, v závislosti na specifikách konkrétní situace.
Obecně se míra náhrady nákladů na vytápění počítá na základě použitého koeficientu, který se zase stanoví v závislosti na rodinném příjmu na osobu. Ne každá rodina může tvrdit, že má nárok na dotaci na topnou sezónu. Chcete-li to provést, měli byste mít průměrný příjem na obyvatele nejvýše třicet tisíc rublů. Ti občané, kteří nemají ani deset tisíc rublů na osobu, dostávají plnou náhradu svých nákladů na tepelnou energii. Pro ty, kteří se nacházejí mezi těmito dvěma body a mají příjem deset až třicet tisíc pro každého člena rodiny, jsou stanoveny jejich vlastní koeficienty.
Zástupci prefabrikovaných elektráren
Všimněte si, že tyto možnosti - termoelektrický generátor a plynový generátor jsou nyní prioritami, proto se vyrábějí hotové stanice pro použití, domácí i průmyslové.
Níže uvádíme několik z nich:
- Kamna Indigirka;
- Turistická pec "BioLite CampStove";
- Elektrárna "BioKIBOR";
- Elektrárna „Eco“ s generátorem plynu „Cube“.
Běžná domácí kamna na tuhá paliva (vyrobená podle typu kamen „Burzhayka“), vybavená termoelektrickým generátorem Peltier.
Ideální pro letní chaty a malé domky, protože je dostatečně kompaktní a lze jej přepravovat v autě.
Hlavní energie při spalování palivového dřeva se používá k vytápění, ale stávající generátor zároveň umožňuje získat elektřinu s napětím 12 V a výkonem 60 W.
Trouba "BioLite CampStove".
Používá také Peltierův princip, ale je ještě kompaktnější (hmotnost je pouze 1 kg), což vám umožní vzít si ho na turistické výlety, ale množství energie generované generátorem je ještě menší, ale bude to stačit na nabijte baterku nebo telefon.
Používá se také termoelektrický generátor, ale toto je již průmyslová verze.
Výrobce může na požádání vyrobit zařízení, které poskytuje výkon elektřiny o kapacitě 5 kW až 1 MW. To však ovlivňuje velikost stanice i množství spotřebovaného paliva.
Například zařízení, které produkuje 100 kW, spotřebuje 200 kg palivového dřeva za hodinu.
Ale elektrárna Eco je generátor plynu. Jeho konstrukce využívá generátor plynu „Cube“, benzínový spalovací motor a elektrický generátor o výkonu 15 kW.
Kromě průmyslových hotových řešení si můžete samostatně koupit stejné termoelektrické generátory Peltier, ale bez kamen a použít je s jakýmkoli zdrojem tepla.
Výhody výhodného zpětného získávání tepla
Použití vedlejšího produktu z těžebního a výpočetního zařízení je pro většinu uživatelů univerzálním řešením, a proto zde:
- úspora energetických zdrojů a zajištění energetické autonomie. Decentralizace a nezávislost na monopolních dodavatelích tepla sníží náklady, zejména v oblastech s chladným podnebím;
- není třeba organizovat teplé a studené uličky, dodatečně instalovat klimatizační zařízení a další pomocné vybavení. Řešení, které nabízíme, je komplex „vše v jednom“, který se připojuje k existující infrastruktuře;
- získávání dalších příjmů nejen z těžby, ale také z podnikatelské činnosti s využitím vyrobeného tepla nebo z jeho prodeje;
- integrace do stávající infrastruktury. Sjednocení, které jsme použili, a snadná instalace nám umožňují připojit se ke stávajícím zařízením a nevytvářet nový komplex infrastruktury;
- nedochází k žádným negativním dopadům na životní prostředí v podobě tepelného znečištění, vzniku tepelných ostrovů, umělé teplotní inverze nad zdrojem tepla. Nedochází k mikrocirkulaci atmosféry a komplikacím mechanismu přenosu znečištění.
Domácí stanice
Mnoho řemeslníků také vytváří stanice vlastní výroby (obvykle založené na generátoru plynu), které se poté prodávají.
To vše naznačuje, že můžete samostatně vyrobit elektrárnu z dostupných nástrojů a použít ji pro své vlastní účely.
Dále se podívejme na to, jak si můžete zařízení vyrobit sami.
Na základě termoelektrického generátoru.
První možností je elektrárna založená na Peltierově desce. Okamžitě si všimneme, že domácí zařízení je vhodné pouze pro nabíjení telefonu, baterky nebo pro osvětlení pomocí LED lamp.
Pro výrobu budete potřebovat:
- Kovové tělo, které bude hrát roli pece;
- Peltierova deska (prodává se samostatně);
- Regulátor napětí s instalovaným USB výstupem;
- Výměník tepla nebo jen ventilátor zajišťující chlazení (můžete si vzít počítačový chladič).
Výroba elektrárny je velmi jednoduchá:
- Vyrábíme kamna. Vezmeme kovovou krabici (například počítačovou skříň), rozložíme ji tak, aby trouba neměla dno. Ve stěnách dole děláme otvory pro přívod vzduchu. Nahoře můžete nainstalovat rošt, na který můžete umístit konvici atd.
- Namontujte desku na zadní stěnu;
- Namontujte chladič na horní část desky;
- Na svorky z desky, ze které napájíme chladič, připojíme regulátor napětí a také vyvodíme závěry pro připojení spotřebičů.
Všechno funguje jednoduše: topíme dřevo, protože se deska zahřívá, na jejích svorkách bude generována elektřina, která bude dodávána do regulátoru napětí. Chladič se spustí a bude z něj pracovat a zajistí chlazení desky.
Zbývá pouze připojit spotřebitele a sledovat proces spalování ve sporáku (včas vyhodit palivové dřevo).
Na základě generátoru plynu.
Druhým způsobem, jak vyrobit elektrárnu, je výroba zplynovače. Výroba takového zařízení je mnohem obtížnější, ale výkon elektřiny je mnohem vyšší.
K tomu budete potřebovat:
- Válcová nádoba (například demontovaná tlaková láhev). Bude hrát roli kamna, proto by měla být zajištěna poklopy pro plnění paliva a čištění pevných produktů spalování, stejně jako přívod vzduchu (k zajištění lepšího procesu spalování je nutný nucený ventilátor) a výstup plynu;
- Chladicí chladič (může být vyroben ve formě cívky), ve kterém bude plyn ochlazován;
- Kapacita pro vytvoření filtru typu „Cyclone“;
- Kapacita pro vytvoření filtru jemných plynů;
- Sada benzínového generátoru (ale můžete si vzít jakýkoli benzínový motor, stejně jako běžný 220V asynchronní elektrický motor).
Kam lze nasměrovat teplo ze zařízení?
Pomocí jednotky BiXBiT můžete využít přebytečné teplo pro následující potřeby:
- ohřev přiváděného vzduchu nebo vody vstupující do místnosti, která je součástí topného systému (včetně systému "teplé podlahy"), nebo zásobování teplou vodou obytného domu;
- přechod média z jednoho fázového stavu do druhého, výroba páry. Mluvíme například o fázovém přechodu pracovní směsi k zajištění cyklů tepelných motorů nebo parních kompresních chladicích strojů;
- zahřívání sušicího prostředku;
- ohřev technologických surovin;
- vaření (vařící mladina);
- zemědělství (skleníkové komplexy, pěstování teplomilných rostlin, chov exotických zvířat atd.).
Zde jsou tři příklady umístění naší instalace do konkrétních podmínek.
Průmyslová dílna. Produkce tohoto typu nejčastěji přijímají elektřinu za levné tarify pro podniky. K dispozici jsou také pohotovostní trafostanice, které jsou většinu času nečinné. Místnosti jsou vytápěny fosilními palivy nebo elektřinou.
Umístění naší instalace umožní efektivnější využití záložního elektrického vedení a také ušetří zdroje společnosti na vytápění místností připojením k systému ústředního vytápění.
Sklad, nákupní centrum, kancelářská budova. Tyto typy prostor využívají průměrný tarif za elektřinu a mají také výkonovou rezervu pro napájení. Místnosti jsou vytápěny fosilními palivy nebo elektřinou.
Naše počítačová jednotka dodává teplo do místnosti vzduchovými kanály nebo je připojena k systému ústředního vytápění.
Skleníky. Soukromé zemědělské společnosti používají levné tarify nebo elektřinu ze solárních panelů. Skleníky jsou také vytápěny hlavně elektřinou.
Elektřina pro vytápění je přiváděna k napájení naší instalace, které generuje teplo potřebné k udržení vysoké teploty. Zařízení funguje 24 hodin denně, 7 dní v týdnu, a proto rostliny (zvířata) stabilně přijímají potřebnou dodávku tepelné energie.
Klady a zápory elektrárny na dřevo
Elektrárna na dřevo je:
- Dostupnost paliva;
- Schopnost získat elektřinu kdekoli;
- Parametry přijímané elektřiny jsou velmi odlišné;
- Zařízení si můžete vyrobit sami.
- Mezi nedostatky je třeba poznamenat:
- Ne vždy vysoká účinnost;
- Objemnost konstrukce;
- V některých případech je výroba elektřiny jen vedlejším účinkem;
- Pro výrobu elektřiny pro průmyslové použití musí být spáleno velké množství paliva.
Obecně je výroba a použití elektráren na tuhá paliva alternativou, která si zaslouží pozornost, a může se stát nejen alternativou k energetickým sítím, ale také pomoci v místech vzdálených od civilizace.
Stručně o zásadě jednání
Abychom v budoucnu pochopili, proč jsou při sestavování domácího termoelektrického generátoru nutné určité součásti, promluvme si nejprve o zařízení Peltierova prvku a o tom, jak funguje. Tento modul se skládá z termočlánků zapojených do série mezi keramickými deskami, jak je znázorněno na obrázku níže.
Když takový obvod prochází elektrickým proudem, nastává takzvaný Peltierův jev - jedna strana modulu se zahřívá a druhá ochlazuje. Proč to potřebujeme? Všechno je velmi jednoduché, pokud jednáte v opačném pořadí: zahřejte jednu stranu desky a druhou ochlaďte, můžete generovat elektřinu nízkého napětí a proudu. Doufáme, že v této fázi je vše jasné, proto se obracíme na mistrovské kurzy, které jasně ukážou, co a jak vyrobit termoelektrický generátor vlastníma rukama.
