Sähkön saamiseksi sinun on löydettävä potentiaalinen ero ja kapellimestari Ihmiset ovat aina yrittäneet säästää rahaa, ja jatkuvasti kasvavien verkkolaskujen aikakaudella tämä ei ole ollenkaan yllättävää. Nykyään on jo olemassa tapoja, joilla henkilö voi saada ilmaista sähköä ilmaiseksi hänelle. Yleensä nämä ovat tiettyjä tee-se-itse-asennuksia, jotka perustuvat sähkögeneraattoriin.
Lämpösähkögeneraattori ja sen laite
Lämpösähkögeneraattori on laite, joka tuottaa sähköenergiaa lämmöstä. Se on erinomainen höyrylähde, vaikkakin alhaisella hyötysuhteella.
Laitteena lämmön muuntamiseksi suoraan sähköenergiaksi käytetään lämpösähkögeneraattoreita, jotka käyttävät tavanomaisten lämpöparien toimintaperiaatetta
Pohjimmiltaan lämpösähkö on lämmön suora muuntaminen sähköksi nestemäisissä tai kiinteissä johtimissa ja sitten käänteinen prosessi eri johtimien kosketuksen lämmittämiseksi ja jäähdyttämiseksi sähkövirralla.
Lämmönkehittimen laite:
- Lämpögeneraattorissa on kaksi puolijohdetta, joista kukin koostuu tietystä määrästä elektroneja;
- Ne on myös kytketty toisiinsa johtimella, jonka yläpuolella on kerros, joka kykenee johtamaan lämpöä;
- Tähän on kiinnitetty myös termionijohdin koskettimien siirtämistä varten;
- Seuraavaksi tulee jäähdytyskerros, jota seuraa puolijohde, jonka kontaktit johtavat johtimeen.
Valitettavasti lämpö- ja sähkögeneraattori ei aina pysty toimimaan suurilla kapasiteeteilla, joten sitä käytetään pääasiassa jokapäiväisessä elämässä, ei tuotannossa.
Nykyään lämpösähköistä muunninta ei melkein koskaan käytetä missään. Se "pyytää" paljon resursseja, se vie myös tilaa, mutta sen tuottama ja muunnettava jännite ja virta ovat hyvin pieniä, mikä on erittäin kannattamatonta.
Lämmön muuntaminen valoksi ja sitten sähköksi
14.11.2019 924
"Lämpöfotonit ovat kuuman rungon lähettämiä fotoneja." "Jos katsot jotain kuumaa infrapunakameralla, voit nähdä, että se hehkuu. Kamera näyttää nämä lämpöeristetyt fotonit. "
Keksintö on hyperbolinen lämmönsäteilijä, joka kykenee absorboimaan voimakasta lämpöä, joka muuten vapautuisi ympäristöön, puristamalla se kapealle kaistanleveydelle ja säteilemään sitä valona muuntamiseksi edelleen sähköksi.
Tämä löytö toimii toisen jatkeena tutkimustasuoritettiin Rice-yliopiston Brownin teknillisessä korkeakoulussa jo vuonna 2020, jolloin löydettiin yksinkertainen menetelmä luoda hyvin linjattuja, levymaisia kalvoja tiiviisti pakatuista hiilinanoputkista.
Hukkalämpö
Keskustelut johtivat päätökseen nähdä, voisiko näitä elokuvia käyttää "lämpöfotonien" kanavoimiseen.
"Lämpöfotonit ovat kuuman rungon lähettämiä fotoneja." "Jos katsot jotain kuumaa infrapunakameralla, voit nähdä, että se hehkuu. Kamera näyttää nämä lämpöeristetyt fotonit. "
Infrapunasäteily Onko osa auringonvaloa, joka toimittaa lämpöä planeetalle, mutta tämä on vain pieni osa koko sähkömagneettisesta spektristä.
"Mikä tahansa kuuma pinta lähettää valoa lämpösäteilyn muodossa."”Ongelmana on, että lämpösäteily on laajakaista, ja valon muuntaminen sähköksi on tehokasta vain, jos säteily on kapealla kaistalla. Haasteena oli puristaa laajakaistaisia fotoneja kapeaan kaistaan. "
Nanoputkikalvot mahdollistivat keskellä olevien infrapunavalojen eristämisen, jotka muuten menisivät hukkaan. Tämä voi motivoida hukkalämmön laajaa käyttöä, jonka osuus teollisuuden energiankulutuksesta on noin 20%.
Hiilinanoputket voivat siirtää lämpöä
"Tehokkain tapa muuntaa lämpö sähköksi on tällä hetkellä käyttää turbiineja ja höyryä tai muuta nestettä niiden käyttämiseksi." ”Ne voivat tuottaa lähes 50 prosentin muuntotehokkuuden. Paljon nykyään tunnetusta ei voi tulla lähelle tällaista tehokkuutta, mutta näitä järjestelmiä on vaikea toteuttaa. "
Kohdistetut hiilinanoputket pysyvät lämpöstabiilina 1600 ° C: seen saakka ja niillä on äärimmäinen anisotropia: johtavat yhteen suuntaan ja eristävät kahteen muuhun - vaikutusta kutsutaan hyperboliseksi dispersioksi. Lämpöfotonit voivat törmätä kalvoon saapuessaan mistä tahansa suunnasta, mutta lähtevät vasta yhden jälkeen.
Tämä äärimmäinen anisotropia johtaa erittäin korkeaan fotonitiheyteen keski-infrapunassa, mikä ilmenee voimakkaina resonansseina aliaallonpituuden kokoisissa syvennyksissä.
"Sen sijaan, että siirtyisi lämmöstä suoraan sähköön, polku kulkee ensin lämmöstä valoon ja vasta sitten sähköön." "Ensi silmäyksellä näyttää siltä, että kaksi vaihetta olisi tehokkaampi kuin kolme, mutta tässä tapauksessa se ei ole."
Säteilijöiden lisääminen tavanomaisiin aurinkokennoihin voi lisätä niiden tehokkuutta nykyisestä huipusta, noin 22%: sta 80%: iin. "Pakkaamalla kaikki hukkalämpöenergia pieneksi spektrialueeksi, se voidaan muuntaa erittäin tehokkaasti sähköksi." Lisäksi nanofotoniset lämmönsäteilijät, joilla on suuri fotonitiheys, voivat merkittävästi parantaa säteilyjäähdytyksen ja hukkalämmön talteenoton tehokkuutta.
Voit oppia lisää tekniikasta lukea Lisätietoja on ACS Photonics -artikkelissa.
Lähde: Riisin yliopisto
Sähkön ja radioaaltojen aurinkolämpögeneraattori
Sähköenergian lähteet voivat olla hyvin erilaisia. Nykyään aurinkolämpösähkögeneraattoreiden tuotanto on alkanut suosia. Tällaisia asennuksia voidaan käyttää majakoissa, avaruudessa, autoissa sekä muilla elämän alueilla.
Aurinkolämpögeneraattorit ovat loistava tapa säästää energiaa
RTG (tarkoittaa radionuklidilämpösähkögeneraattoria) toimii muuttamalla isotooppienergia sähköenergiaksi. Tämä on erittäin taloudellinen tapa saada melkein ilmaista sähköä ja mahdollisuus valaistukseen ilman sähköä.
RTG: n ominaisuudet:
- On helpompaa saada energialähde isotooppihajoamisesta kuin esimerkiksi tehdä sama lämmittämällä poltinta tai kerosiinilamppua;
- Sähkön tuotanto ja hiukkasten hajoaminen on mahdollista erityisten isotooppien läsnä ollessa, koska niiden hajoamisprosessi voi kestää vuosikymmeniä.
Tällaisen asennuksen avulla sinun on ymmärrettävä, että työskennellessäsi vanhojen laitemallien kanssa on vaarana saada säteilyannos, ja tällaisen laitteen hävittäminen on erittäin vaikeaa. Ellei sitä tuhota oikein, se voi toimia säteilypommina.
Asennuksen valmistajan valitseminen on parempi pysyä yrityksissä, jotka ovat jo todistaneet itsensä. Kuten Global, Altec (Altec), TGM (Tgm), Cryotherm, Termiona.
Muuten, toinen hyvä tapa saada sähköä ilmaiseksi on generaattori radioaaltojen keräämiseksi.Se koostuu parista kalvo- ja elektrolyyttikondensaattoreita sekä pienitehoisia diodeja. Noin 10-20 metrin eristetty kaapeli otetaan antennina ja toinen maadoitusjohto kiinnitetään vesi- tai kaasuputkeen.
Venäläiset tutkijat saivat lämpöä kylmästä
SB RAS: n katalyysilaitoksen tutkijat ovat selvittäneet, kuinka saada kylmästä lämpöä, jota voidaan käyttää lämmitykseen ankarissa ilmasto-olosuhteissa. Tätä varten he ehdottavat absorboimaan metanolihöyryt huokoisella materiaalilla alhaisissa lämpötiloissa. Ensimmäiset tulokset tutkimuksen tuesta myöntää
Venäjän tiedesäätiö (RSF) olivat
julkaistu
julkaisussa Applied Thermal Engineering. Kemistit ovat ehdottaneet jaksoa nimeltä "kylmästä tuleva lämpö" ("TepHol"). Tutkijat muuttavat lämpöä metanolin adsorptiomenetelmällä huokoiseksi materiaaliksi. Adsorptio on aineiden absorptioprosessi liuoksesta tai kaasuseoksesta toisella aineella (adsorbentti), jota käytetään aineiden erottamiseen ja puhdistamiseen. Imeytynyttä ainetta kutsutaan adsorbaatiksi.
"Ajatuksena oli ensin teoreettisesti ennustaa, minkä optimaalisen adsorbentin tulisi olla, ja sitten syntetisoida todellinen materiaali, jonka ominaisuudet ovat lähellä ihanteita", kommentoi yksi tutkimuksen tekijöistä, kemian tohtori Juri Aristov. - Työaine on metanolihöyry, ja se adsorboidaan yleensä aktiivihiilillä. Otimme ensin kaupallisesti saatavilla olevat aktiivihiilet ja käytimme niitä. Kävi ilmi, että suurin osa niistä ei toimi kovin hyvin, joten päätimme syntetisoida uudet metanoliadsorbentit, jotka ovat erikoistuneet TepHol-sykliin. Nämä ovat kaksikomponenttisia materiaaleja: niillä on huokoinen matriisi, suhteellisen inertti komponentti ja aktiivinen komponentti on suola, joka imee hyvin metanolia ”.
Sitten tutkijat suorittivat TepHol-syklin termodynaamisen analyysin, joka antaa likimääräisen kuvan transformaation kulusta ja määrittivät optimaaliset olosuhteet adsorptiolle. Tutkijoiden oli tehtävä tehtävä selvittää, voiko uusi termodynaaminen sykli tarjota riittävää tehokkuutta ja tehoa lämmön tuottamiseen. Vastauksena tähän kysymykseen TepHol-asennuksen laboratorio-prototyyppi suunniteltiin yhdellä adsorberilla, höyrystimellä ja kryostaateilla, jotka simuloivat kylmää ilmaa ja jäätymätöntä vettä. Adsorbentti sijoitettiin erityiseen suureen alumiinista valmistettuun pintalämmönvaihtimeen. Tämä asennus mahdollistaa lämmön tuottamisen ajoittaisessa tilassa: se vapautuu, kun adsorbentti absorboi metanolia, ja sen jälkeinen regenerointi vie aikaa. Tätä varten metanolin paine adsorbentin päällä alenee, minkä helpottaa matala ympäristön lämpötila. TepHol-prototyypin testit suoritettiin laboratorio-olosuhteissa, joissa simuloitiin Siperian talven lämpötilaolosuhteita, ja koe saatiin onnistuneesti päätökseen.
"Kahden luonnollisen termostaatin (lämmönvarastoinnin) käyttö talvella, esimerkiksi ulkoilma (T = -20 - -40 ° C) ja jokien, järvien, meren tai pohjaveden jäätymätön vesi (T = 0 - 20 ° C) , lämpötilaero 30-60 ° C, lämpöä voidaan saada talojen lämmittämiseen. Lisäksi mitä kylmempää ulkona on, sitä helpompaa on saada hyötylämpöä ”, sanoi Juri Aristov.
Tähän mennessä tutkijat ovat syntetisoineet neljä uutta sorbenttia, jotka ovat testausvaiheessa. Kirjoittajien mukaan näiden testien ensimmäiset tulokset ovat erittäin rohkaisevia.
"Ehdotetun menetelmän avulla voit saada lämpöä suoraan paikan päällä kylmän talven alueilla (Koillis-Venäjä, Pohjois-Eurooppa, Yhdysvallat ja Kanada sekä Arktinen alue), mikä voi merkittävästi nopeuttaa niiden sosioekonomista kehitystä.Jopa pienen määrän alhaisen lämpötilan ympäristön lämmön käyttö voi johtaa muutokseen modernin energian rakenteessa, vähentää yhteiskunnan riippuvuutta fossiilisista polttoaineista ja parantaa planeettamme ekologiaa ", Aristov totesi.
Tulevaisuudessa venäläisten tutkijoiden kehitys voi olla hyödyllistä teollisuuden alhaisen lämpötilan lämpöjätteen (esimerkiksi jäähdytysveden, jota lämpövoimalat päästävät, ja kaasujen, jotka ovat kemian ja öljyn sivutuote, järkevään käyttöön. jalostusteollisuus), liikenne, asuminen ja kunnalliset palvelut sekä uusiutuva lämpöenergia erityisesti maapallon alueilla, joilla on ankarat ilmasto-olot.
Kuinka tehdä Peltier-elementti omin käsin
Yleinen Peltier-elementti on levy, joka on koottu eri metallien osista liittimillä verkkoon liittämistä varten. Tällainen levy kulkee virran itsensä läpi, lämmeten toiselta puolelta (esimerkiksi jopa 380 asteeseen) ja toiselta kylmältä.
Peltier-elementti on erityinen lämpösähköinen anturi, joka toimii samannimisen periaatteen mukaisesti sähkövirran syöttämiseksi.
Tällaisella termogeneraattorilla on päinvastainen periaate:
- Toista puolta voidaan lämmittää polttamalla polttoainetta (esimerkiksi tulipalo puulle tai muulle raaka-aineelle);
- Toinen puoli jäähdytetään päinvastoin neste- tai ilmalämmönvaihtimella;
- Siten johtimiin syntyy virta, jota voidaan käyttää tarpeidesi mukaan.
Totta, laitteen suorituskyky ei ole kovin suuri, eikä vaikutus ole vaikuttava, mutta tällainen yksinkertainen kotitekoinen moduuli voi kuitenkin ladata puhelimen tai liittää LED-taskulampun.
Tällä generaattorielementillä on etunsa:
- Hiljainen työ;
- Kyky käyttää käsillä olevaa;
- Kevyt ja siirrettävä.
Tällaiset kotitekoiset uunit alkoivat saada suosiota niiden keskuudessa, jotka haluavat viettää yön metsässä tulen äärellä käyttäen maan lahjoja ja jotka eivät halua saada sähköä ilmaiseksi.
Peltier-moduulia käytetään myös tietokoneen levyjen jäähdyttämiseen: elementti on kytketty piirilevyyn ja heti kun lämpötila nousee yli sallitun lämpötilan, se alkaa jäähdyttää piirejä. Toisaalta kylmä ilmatila pääsee laitteeseen, toisaalta kuuma. 50X50X4mm (270w) -malli on suosittu. Voit ostaa tällaisen laitteen kaupasta tai tehdä sen itse.
Muuten, stabilointiaineen liittäminen tällaiseen elementtiin antaa sinulle erinomaisen laturin kodinkoneille ulostulosta eikä vain lämpömoduulista.
Peltier-elementin tekeminen kotona edellyttää:
- Bimetallijohtimet (noin 12 kappaletta tai enemmän);
- Kaksi keraamista levyä;
- Kaapelit;
- Juotin.
Valmistuskaavio on seuraava: johtimet juotetaan ja sijoitetaan levyjen väliin, minkä jälkeen ne kiinnitetään tiukasti. Tässä tapauksessa sinun on muistettava johdot, jotka kiinnitetään sitten virtamuuntajaan.
Tällaisen elementin käyttöalue on hyvin erilainen. Koska yksi sen sivuista on taipumus jäähtyä, voit tämän laitteen avulla tehdä pienen matkustavan jääkaapin tai esimerkiksi automaattisen ilmastointilaitteen.
Mutta kuten kaikilla laitteilla, tälläkin lämpöelementillä on hyvät ja huonot puolensa. Plussat sisältävät:
- Kompakti koko;
- Kyky työskennellä jäähdytys- tai lämmityselementtien kanssa yhdessä tai erikseen;
- Hiljainen, lähes äänetön toiminta.
Miinukset:
- Tarve säätää lämpötilaeroa;
- Korkea energiankulutus;
- Alhainen tehokkuus korkealla kustannuksella.
Aurinkokeräinten tyypit - mitä ne ovat?
Keräilijöillä tarkoitetaan laitteita, jotka pystyvät absorboimaan aurinkoenergiaa, muuttamaan sitä lämpöksi ja lähettämään sen sitten jäähdytysnesteeseen.Tavallinen aurinkokeräin on valmistettu muovi- tai metallikotelosta, johon on asennettu mustia metallilevyjä. Nämä levyt voidaan lämmittää tiettyyn lämpötilaan.
Kerääjät jaetaan sen koosta riippuen korkeaan, keskitasoon ja matalaan lämpötilaan. On epärealistista tehdä korkean lämpötilan laitteita kotona. Ne luodaan hienostuneella tekniikalla suurten teollisuuslaitosten käyttöön. Keskilämpötilarakenteita, jotka keräävät riittävän määrän aurinkoenergiaa, voidaan käyttää asuinrakennusten lämmitykseen ja matalalämpöisiä veden lämmitykseen. On täysin mahdollista tehdä nämä kaksi keräilytyyppiä itse.
Meitä kiinnostavat laitteet on jaettu seuraaviin tyyppeihin:
- tasainen;
- kertyvä;
- ilma;
- nestemäinen.
Aurinkokeräin katolla
Litteä keräilijä on laatikkomainen rakenne, joka on valmistettu metallista ja jossa on levy absorboimaan auringon valoa. Se on peitetty lasikannella, jolla on vähän rautapitoisuutta, minkä vuoksi melkein kaikki auringonvalo putoaa lämpöä tunnistavalle levylle. Rakenne on välttämättä lämpöeristetty. Tällaisen keräilijän hyötysuhde on objektiivisesti pieni - noin 10%. Sitä voidaan lisätä soveltamalla kiekkoon erityistä puolijohdetta, jolla on amorfiset ominaisuudet. Tällaiset laitteet soveltuvat veden lämmittämiseen jokapäiväisessä elämässä.
Termosifonikeräintä (varastointi) pidetään tehokkaampana. Sitä käytetään veden lämmittämiseen ja huoneen lämpötilan pitämiseen tietyllä tasolla jonkin aikaa. Rakenteellisesti se on valmistettu 1-3 säiliön muodossa, jotka on asennettu lämpöeristettyyn laatikkoon. Kuten litteä laite, se on peitetty lasikannella. Kylmänä vuodenaikana tällaista keräilijää on vaikea käyttää. Mutta kesällä, kun auringon valo on erittäin voimakasta, sitä voidaan käyttää kotona.
Nestemäiset aurinkorakenteet käyttävät vettä lämmönkantajana. Ne on valmistettu avoimen tai suljetun lämmönvaihdon periaatteella, ne voivat olla ilman lasia ja lasitettuja. Tällaisten laitteiden toiminnasta aiheutuu haittaa - ne usein vuotavat ja saattavat jäätyä talvikuukausina. Ilmankerääjillä, joita käytetään useimmiten hedelmien, vihannesten ja suhteellisen pienien määrien muiden maataloustuotteiden kuivaamiseen, ei ole näitä ongelmia. Lentokone on rakenteellisesti yksinkertainen, sitä on helppo huoltaa, joten sillä on ansaittu suosio.
Yksinkertainen kotitekoinen generaattori
Huolimatta siitä, että nämä laitteet eivät ole nyt suosittuja, ei ole tällä hetkellä mitään käytännöllisempää kuin lämpöä tuottava yksikkö, joka pystyy korvaamaan sähkölieden, valaisimen lampun matkan aikana tai auttamaan, jos lataus matkapuhelin hajoaa sähköikkunan virran saamiseksi. Tällainen sähkö auttaa myös kotona sähkökatkoksen sattuessa. Se voidaan saada ilmaiseksi, voidaan sanoa, palloa varten.
Joten lämpösähkögeneraattorin valmistamiseksi sinun on valmisteltava:
- Jännitteensäädin;
- Juotin;
- Mikä tahansa ruumis;
- Jäähdyttimet;
- Lämpötahna;
- Peltier-lämmityselementit.
Laitteen kokoaminen:
- Ensinnäkin tehdään laitteen runko, jonka tulisi olla ilman pohjaa, reiät alareunassa ilmaa varten ja yläosassa telineen kanssa säiliötä varten (vaikka tämä ei ole välttämätöntä, koska generaattori ei välttämättä toimi vedellä) ;
- Seuraavaksi runkoon kiinnitetään Peltier-elementti ja kylmälle puolelle lämpöpastan kautta jäähdytyspatteri;
- Sitten sinun on juotettava stabilointiaine ja Peltier-moduuli niiden napojen mukaan;
- Tukijalan tulee olla erittäin eristetty, jotta kosteus ei pääse sinne;
- Sen tehtävää on vielä tarkistaa.
Muuten, jos patteria ei ole mahdollista saada, voit käyttää sen sijaan tietokoneen jäähdytintä tai autogeneraattoria. Mikään kauhea ei tapahdu tällaisesta korvaamisesta.
Vakaaja voidaan ostaa diodi-ilmaisimella, joka antaa valosignaalin, kun jännite saavuttaa määritetyn arvon.
DIY-termoelementti: prosessin ominaisuudet
Mikä on termoelementti? Termopari on sähköpiiri, joka koostuu kahdesta eri elementistä, joissa on sähköinen kosketin.
Lämpöparin termoEMF, jonka reunojen lämpötilaero on 100 astetta, on noin 1 mV. Jotta se olisi korkeampi, useita termopareja voidaan liittää sarjaan. Saat termopalin, jonka termoEMF on yhtä suuri kuin siihen sisältyvien lämpöparien EMF: n summa.
Lämpöparin valmistusprosessi on seuraava:
- Luodaan vahva yhteys kahdesta eri materiaalista;
- Otetaan jännitelähde (esimerkiksi auton akku) ja sen toiseen päähän kytketään nipuksi valmiiksi kierrettyjä materiaaleja.
- Tällä hetkellä sinun on tuotava grafiittiin kytketty johto toiseen päähän (tavallinen kynätanko toimii täällä).
Muuten, turvallisuuden kannalta on erittäin tärkeää, ettei se toimi suurjännitteellä! Suurin indikaattori tässä suhteessa on 40-50 volttia. Mutta on parempi aloittaa pienillä tehoilla 3-5 kW, lisäämällä niitä vähitellen.
Lämpöparin luomiseen on myös "vesi" -tapa. Se koostuu tulevan rakenteen liitettyjen johtojen lämmittämisestä niiden väliin ilmestyvällä kaaripurkauksella sekä vahvalla veden ja suolaliuoksella. Tällaisen vuorovaikutuksen aikana "vesihöyryt" pitävät materiaaleja yhdessä, minkä jälkeen lämpöparin voidaan katsoa olevan valmis. Tässä tapauksessa on merkitystä tuotteen halkaisijan halkaisijalle. Sen ei pitäisi olla liian iso.
Ilmainen sähkö omin käsin (video)
Ilmaisen sähkön saaminen ei ole niin hankalaa kuin miltä se kuulostaa. Kiitos erityyppisten generaattoreiden, jotka työskentelevät eri lähteiden kanssa, ei ole enää pelottavaa olla ilman valoa sähkökatkon aikana. Pieni taito ja sinulla on jo oma mini-asema sähkön tuottamiseen valmiina.
Puulämmitteinen voimalaitos on yksi vaihtoehtoinen tapa toimittaa sähköä kuluttajille.
Tällainen laite pystyy saamaan sähköä pienillä energialähteiden kustannuksilla ja jopa niissä paikoissa, joissa ei ole virtalähdettä lainkaan.
Polttopuuta käyttävä voimalaitos voi olla erinomainen vaihtoehto kesämökkien ja maalaistalojen omistajille.
On myös pienikokoisia versioita, jotka sopivat pitkiä retkiä ja harrastuksia luonnossa harrastaville. Mutta ensin asiat ensin.
SISÄLTÖ (napsauta oikealla olevaa painiketta):
Ominaisuudet
Puulämmitteinen voimalaitos ei ole kaukana uudesta keksinnöstä, mutta nykyaikaiset tekniikat ovat mahdollistaneet jonkin verran aikaisemmin kehitettyjen laitteiden parantamisen. Lisäksi sähkön tuottamiseen käytetään useita erilaisia tekniikoita.
Lisäksi käsite "puulla" on jossain määrin epätarkka, koska kaikki kiinteät polttoaineet (puu, hakkeet, kuormalavat, hiili, koksi), yleensä kaikki, mikä voi palaa, soveltuu tällaisen aseman toimintaan.
Havaitsemme heti, että polttopuut tai pikemminkin niiden palamisprosessi toimivat vain energialähteenä, joka varmistaa sähköntuotantolaitteen toiminnan.
Tällaisten voimalaitosten tärkeimmät edut ovat:
- Kyky käyttää monenlaisia kiinteitä polttoaineita ja niiden saatavuus;
- Sähkön saaminen mihin tahansa;
- Eri tekniikoiden avulla voit vastaanottaa sähköä monenlaisilla parametreilla (riittää vain puhelimen säännölliseen lataamiseen ja ennen teollisuuslaitteiden virran kytkemistä);
- Se voi toimia myös vaihtoehtona, jos sähkökatkokset ovat yleisiä, ja tärkeimpänä sähkön lähteenä.
Klassinen versio
Kuten todettiin, puulämmitteinen voimalaitos käyttää useita tekniikoita sähkön tuottamiseen. Klassinen niistä on höyryenergia tai yksinkertaisesti höyrykone.
Kaikki on täällä yksinkertaista - puu tai mikä tahansa muu polttoaine, joka palaa, lämmittää vettä, minkä seurauksena se muuttuu kaasumaiseksi tilaksi - höyryksi.
Tuloksena oleva höyry syötetään generaattorisarjan turbiiniin, ja generaattori kiertämällä tuottaa sähköä.
Koska höyrykone ja generaattorisarja on kytketty yhteen suljettuun piiriin, höyry jäähdytetään turbiinin läpi kulkiessaan, syötetään jälleen kattilaan ja koko prosessi toistetaan.
Tällainen voimalaitoksen sijoitus on yksi yksinkertaisimmista, mutta sillä on useita merkittäviä haittoja, joista yksi on räjähdysvaara.
Veden siirtyessä kaasumaiseen tilaan piirin paine kasvaa merkittävästi, ja jos sitä ei säädellä, putkilinjan repeämä on todennäköinen.
Ja vaikka nykyaikaisissa järjestelmissä käytetään kaikkia paineensäätöventtiilejä, höyrykoneen toiminta vaatii edelleen jatkuvaa valvontaa.
Lisäksi tässä moottorissa käytetty tavallinen vesi voi aiheuttaa putken seinämien muodostumista, mikä heikentää aseman tehokkuutta (vaaka heikentää lämmönsiirtoa ja vähentää putkien läpimenoa).
Mutta nyt tämä ongelma on ratkaistu käyttämällä tislattua vettä, nesteitä, puhdistettuja epäpuhtauksia, jotka saostuvat, tai erikoiskaasuja.
Mutta toisaalta tämä voimalaitos voi suorittaa toisen toiminnon - huoneen lämmittämisen.
Kaikki on tässä yksinkertaista - sen jälkeen kun höyry on täyttänyt tehtävänsä (turbiinin pyöriminen), se on jäähdytettävä, jotta se jälleen menee nestemäiseen tilaan, mikä vaatii jäähdytysjärjestelmän tai yksinkertaisesti jäähdyttimen.
Ja jos sijoitamme tämän jäähdyttimen sisätiloihin, niin loppujen lopuksi saamme paitsi sähköä tällaiselta asemalta myös lämpöä.
Säästötavat
Yksi vaihtoehdoista on talon lämmitysjärjestelmän automaattisten ohjausyksiköiden käyttö. Tällaiset laitteet seuraavat itse lämpötilaa ulkona ja valitsevat siitä riippuen huoneistojen lämmönsyöttötavan.
Tällaisten talojen asukkaat eivät ole enää tilanteessa, jossa on jo suhteellisen lämmin, ja huoneiston paristot ovat kuumia - huoneessa tulee liian kuuma ja heidän on avattava ikkunat. Asukkaat kokevat epämukavuutta ja samalla joutuvat maksamaan "ylimääräisestä" lämpöenergiasta.
Toistaiseksi vain neljässä prosentissa kodeista on automaattinen lämmönsäätö. Sen avulla asunnon omistajat voivat säästää kuukausittain sähkölaskuista.
Lämpösähkögeneraattorit
Peltier-periaatteen mukaisesti rakennettujen generaattoreiden voimalat ovat varsin mielenkiintoinen vaihtoehto.
Fyysikko Peltier huomasi, että kun sähköä johdetaan kahdesta erilaisesta materiaalista koostuvien johtimien läpi, lämpö absorboituu yhteen koskettimista ja toisesta vapautuu lämpöä.
Lisäksi tämä vaikutus on päinvastainen - jos johdin toisella puolella lämmitetään ja toisella jäähdytetään, siinä syntyy sähköä.
Juuri päinvastaista vaikutusta käytetään puulämmitteisissä voimalaitoksissa. Polttamalla ne lämmittävät puolet levystä (se on lämpösähköinen generaattori), joka koostuu eri metallista valmistetuista kuutioista, ja toinen osa jäähdytetään (johon käytetään lämmönvaihtimia), minkä seurauksena sähkö ilmestyy levyn liittimiin.
Kaasugeneraattorit
Toinen tyyppi on kaasugeneraattorit. Tällaista laitetta voidaan käyttää useaan suuntaan, mukaan lukien sähkön tuottaminen.
Tässä yhteydessä on syytä huomata, että tällaisella generaattorilla itsessään ei ole mitään tekemistä sähkön kanssa, koska sen päätehtävänä on tuottaa palavaa kaasua.
Tällaisen laitteen toiminnan ydin johtuu siitä, että kiinteän polttoaineen hapettumisprosessissa (palaminen) vapautuu kaasuja, mukaan lukien palavat kaasut - vety, metaani, CO, joita voidaan käyttää moniin tarkoituksiin.
Esimerkiksi sellaisia generaattoreita käytettiin aiemmin autoissa, joissa tavanomaiset polttomoottorit toimivat täydellisesti päästetyn kaasun kanssa.
Polttoaineen jatkuvan vapinan takia jotkut autoilijat ja moottoripyöräilijät ovat jo alkaneet asentaa näitä laitteita autoihinsa.
Toisin sanoen voimalan saamiseksi riittää, että meillä on kaasugeneraattori, polttomoottori ja tavanomainen generaattori.
Ensimmäisessä elementissä vapautuu kaasua, josta tulee polttoainetta moottorille, ja joka puolestaan kiertää generaattorin roottoria saadakseen sähköä lähtöön.
Kaasuvoimaloiden etuja ovat:
- Itse kaasugeneraattorin suunnittelun luotettavuus;
- Saatua kaasua voidaan käyttää polttomoottorin (josta tulee sähkögeneraattorin käyttö), kaasukattilan, uunin;
- Käytetystä polttomoottorista ja generaattorista riippuen sähköä voidaan saada jopa teollisiin tarkoituksiin.
Kaasugeneraattorin tärkein haitta on hankala rakenne, koska siihen on kuuluttava kattila, jossa kaikki kaasuntuotantoprosessit, sen jäähdytys- ja puhdistusjärjestelmät tapahtuvat.
Ja jos tätä laitetta käytetään sähkön tuottamiseen, aseman tulisi lisäksi sisältää polttomoottori ja sähkögeneraattori.
Kuka voi saada lämpötuen?
Ristituen periaatteen poistaminen vuonna 2012, jonka mukaan yritykset maksoivat pääasiassa väestön käyttämästä lämpöenergiasta, aiheutti lämmitystariffien jyrkän nousun. Kansalaisten kustannusten väistämättömän nousun tasoittamiseksi päätettiin maksaa lämmitystukia. Niiden koko riippuu suoraan perheen kokonaistuloista. Mitä pienempi se on, sitä suurempi on budjetista saatavan tuen määrä. Tuen määrän laskeminen suoritetaan yksilöllisesti, tilanteen mukaan.
Lämmityskustannusten korvausaste lasketaan pääsääntöisesti sovellettavan kertoimen perusteella, joka puolestaan määritetään perheen tuloista henkilöä kohti. Jokainen perhe ei voi vedota tukikelpoisuuteen lämmityskaudella. Tätä varten sinun tulee olla keskimääräinen tulo asukasta kohden enintään kolmekymmentä tuhatta ruplaa. Ne kansalaiset, joilla ei ole edes kymmenentuhatta ruplaa henkilöä kohti, saavat täyden korvauksen lämpöenergiakustannuksistaan. Niille, jotka sijaitsevat näiden kahden pisteen välissä ja joiden tulot ovat 10–30 tuhatta jokaiselle perheenjäsenelle, asetetaan omat kertoimet.
Valmiiden voimalaitosten edustajat
Huomaa, että nämä vaihtoehdot - lämpösähkögeneraattori ja kaasugeneraattori ovat nyt prioriteetteja, ja siksi tuotetaan valmiita käyttöasemia, sekä kotitalouksia että teollisuutta.
Alla on muutama niistä:
- Indigirka-liesi;
- Turistiuuni "BioLite CampStove";
- Voimalaitos "BioKIBOR";
- Voimalaitos "Eco" kaasugeneraattorilla "Cube".
Tavallinen kotitalouksien kiinteän polttoaineen liesi (valmistettu Burzhayka-uunin tyypin mukaan), varustettu Peltier-lämpösähkögeneraattorilla.
Täydellinen kesämökkeihin ja pieniin taloihin, koska se on riittävän kompakti ja voidaan kuljettaa autossa.
Pääenergia polttopuun polttamisen aikana käytetään lämmitykseen, mutta samalla nykyinen generaattori mahdollistaa myös sähkön saamisen 12 V: n jännitteellä ja 60 W: n teholla.
Uuni "BioLite CampStove".
Siinä käytetään myös Peltier-periaatetta, mutta se on vielä pienikokoisempi (paino vain 1 kg), minkä ansiosta voit viedä sen retkeilyreiteille, mutta generaattorin tuottama energiamäärä on vielä pienempi, mutta se riittää Lataa taskulamppu tai puhelin.
Lämpösähkögeneraattoria käytetään myös, mutta tämä on jo teollinen versio.
Valmistaja voi pyynnöstä valmistaa laitteen, joka tuottaa sähköntuotantotehon 5 kW - 1 MW. Mutta tämä vaikuttaa aseman kokoon ja kulutettuun polttoaineen määrään.
Esimerkiksi 100 kW: n tehdas kuluttaa 200 kg polttopuuta tunnissa.
Mutta Eco-voimalaitos on kaasugeneraattori. Sen suunnittelussa käytetään kaasugeneraattoria "Cube", bensiinikäyttöistä polttomoottoria ja sähkögeneraattoria, jonka kapasiteetti on 15 kW.
Teollisuuden valmiiden ratkaisujen lisäksi voit ostaa erikseen samat Peltier-lämpösähkögeneraattorit ilman uunia ja käyttää sitä minkä tahansa lämmönlähteen kanssa.
Hyödyllisen lämmön talteenoton edut
Kaivos- ja laskentalaitteiden sivutuotteen käyttö on yleinen ratkaisu useimmille käyttäjille, ja tästä syystä:
- energiaresurssien säästäminen ja energian autonomian varmistaminen. Hajauttaminen ja riippumattomuus monopoliasemassa toimivista lämmöntuottajista vähentävät kustannuksia etenkin alueilla, joilla on kylmä ilmasto.
- ei tarvitse järjestää kuumia ja kylmiä käytäviä, asentaa ilmastointilaitteet ja muut apulaitteet. Tarjoamamme ratkaisu on all-in-one-kompleksi, joka yhdistää olemassa olevaan infrastruktuuriin.
- saada lisätuloja paitsi kaivostoiminnasta myös yrittäjyyden kautta käyttämällä tuotettua lämpöä tai sen myynnistä;
- integrointi olemassa olevaan infrastruktuuriin. Soveltamamme yhtenäistyminen ja helppo asennus mahdollistavat yhteyden olemassa oleviin tiloihin eivätkä luo uutta infrastruktuurikompleksia.
- ei ole kielteisiä vaikutuksia ympäristöön lämpösaasteiden, lämpösaarten ulkonäön, keinotekoisen lämpötilan kääntämisen kautta lämmönlähteeseen. Ilmakehässä ei ole mikroverenkiertoa eikä pilaantumisen siirtomekanismin komplikaatioita.
Kotitekoiset asemat
Myös monet käsityöläiset luovat itse tekemiä asemia (yleensä kaasugeneraattoriin perustuvia), jotka sitten myydään.
Kaikki tämä osoittaa, että voit itse tehdä voimalaitoksen käytettävissä olevista työkaluista ja käyttää sitä omiin tarkoituksiisi.
Seuraavaksi katsotaan, miten voit tehdä laitteen itse.
Perustuu lämpösähkögeneraattoriin.
Ensimmäinen vaihtoehto on Peltier-levyyn perustuva voimalaitos. Havaitsemme heti, että kotitekoinen laite soveltuu vain puhelimen, taskulampun tai LED-lamppujen valaistukseen.
Valmistukseen tarvitaan:
- Metallirunko, jolla on uunin rooli;
- Peltier-levy (myydään erikseen);
- Jännitteen säädin asennetulla USB-lähdöllä;
- Lämmönvaihdin tai vain tuuletin jäähdytykseen (voit ottaa tietokoneen jäähdyttimen).
Voimalaitoksen tekeminen on hyvin yksinkertaista:
- Teemme liesi. Otamme metallikotelon (esimerkiksi tietokonekotelon), avaa se niin, että uunissa ei ole pohjaa. Teemme reiät alla oleviin seiniin ilmansyöttöä varten. Yläosaan voit asentaa arinan, johon voit laittaa vedenkeittimen jne.
- Asenna levy takaseinään;
- Asenna jäähdytin levyn päälle;
- Yhdistämme jännitesäätimen liittimiin levystä, josta syötämme jäähdyttimen, ja teemme myös johtopäätöksiä kuluttajien liittämisestä.
Kaikki toimii yksinkertaisesti: poltamme puun, kun levy kuumenee, sen terminaaleissa syntyy sähköä, joka syötetään jännitesäätimeen. Jäähdytin käynnistyy ja toimii siitä tarjoamalla levyn jäähdytyksen.
Ainoa asia on yhdistää kuluttajat ja seurata takan palamisprosessia (heittää polttopuut ajoissa).
Perustuu kaasugeneraattoriin.
Toinen tapa tehdä voimalaitos on tehdä kaasutin. Tällaista laitetta on paljon vaikeampaa valmistaa, mutta sähkön tuotos on paljon suurempi.
Sen tekemiseen tarvitset:
- Sylinterimäinen säiliö (esimerkiksi purettu kaasupullo). Sillä on takan rooli, joten polttoaineen lataamiseen ja kiinteiden palamistuotteiden puhdistamiseen olisi oltava luukut, samoin kuin ilmansyöttö (paremman palamisprosessin varmistamiseksi tarvitaan pakotettu tuuletin) ja kaasun ulostuloaukko;
- Jäähdytyspatteri (voidaan valmistaa kelan muodossa), jossa kaasu jäähdytetään;
- Kapasiteetti luoda "sykloni" -tyyppinen suodatin;
- Kapasiteetti hienokaasusuodattimen luomiseksi;
- Bensiinigeneraattorisarja (mutta voit ottaa vain minkä tahansa bensiinimoottorin sekä tavallisen 220 V: n asynkronisen sähkömoottorin).
Minne laitteiden lämpö voidaan ohjata?
BiXBiT-yksikköä käyttämällä voit käyttää ylimääräistä lämpöä seuraaviin tarpeisiin:
- huoneeseen tulevan tuloilman tai veden lämmittäminen, joka on osa lämmitysjärjestelmää (mukaan lukien "lämmin lattia" -järjestelmä) tai asuinrakennuksen kuuman veden syöttö;
- väliaineen siirtyminen vaihetilasta toiseen, höyryn muodostus. Puhumme esimerkiksi työseoksen vaihesiirtymästä lämpökoneiden tai höyrynpuristusjäähdytyskoneiden syklien varmistamiseksi;
- kuiva-aineen kuumentaminen;
- teknologisten raaka-aineiden lämmitys;
- panimo (kiehuva virre);
- maatalous (kasvihuonekompleksit, lämpöä rakastavien kasvien viljely, eksoottisten eläinten kasvatus jne.).
Tässä on kolme esimerkkiä asennuksemme sijoittamisesta erityisolosuhteisiin.
Teollinen työpaja. Tämäntyyppiset tuotannot vastaanottavat sähköä useimmiten yrityksille edullisin hinnoin. On myös valmiustilassa olevia muuntaja-asemia, jotka ovat suurimman osan ajasta tyhjäkäynnillä. Huoneet lämmitetään fossiilisilla polttoaineilla tai sähköllä.
Asennuksemme sijainti mahdollistaa varavoiman tehokkaamman käytön ja säästää yrityksen resursseja tilalämmitykseen liittämällä se keskuslämmitysjärjestelmään.
Varasto, ostoskeskus, toimistorakennus. Tämäntyyppiset toimitilat käyttävät keskimääräistä sähkön hintaa, ja niillä on myös tehoreservi virtalähteelle. Huoneet lämmitetään fossiilisilla polttoaineilla tai sähköllä.
Tietokoneyksikkö toimittaa lämpöä huoneeseen ilmakanavien kautta tai on kytketty keskuslämmitysjärjestelmään.
Kasvihuoneet. Yksityiset maatalousyritykset käyttävät halpoja tariffeja tai sähköä aurinkopaneeleista. Kasvihuoneita lämmitetään myös pääasiassa sähköllä.
Lämmityssähkö johdetaan laitoksemme virtalähteeseen, joka tuottaa korkean lämpötilan ylläpitoon tarvittavaa lämpöä. Laitos toimii ympäri vuorokauden ympäri, ja vastaavasti kasvit (eläimet) saavat tarvittavan lämpöenergian tasaisesti.
Puulämmitteisen voimalaitoksen edut ja haitat
Puulämmitteinen voimalaitos on:
- Polttoaineiden saatavuus;
- Kyky saada sähköä mistä tahansa;
- Vastaanotetun sähkön parametrit ovat hyvin erilaiset;
- Voit tehdä laitteen itse.
- Puutteista mainitaan:
- Ei aina korkea hyötysuhde;
- Rakenteen suuruus;
- Joissakin tapauksissa sähkön tuottaminen on vain sivuvaikutus;
- Sähkön tuottamiseksi teolliseen käyttöön on poltettava suuri määrä polttoainetta.
Yleensä kiinteiden polttoaineiden voimalaitosten valmistus ja käyttö on syytä ansaita huomiota, ja siitä voi tulla paitsi vaihtoehto sähköverkolle, myös apua sivilisaatiosta etäällä olevissa paikoissa.
Lyhyesti toiminnan periaatteesta
Jotta tulevaisuudessa ymmärrät, miksi tiettyjä osia tarvitaan kotitekoisen lämpösähkögeneraattorin kokoamisessa, puhutaan ensin Peltier-elementin laitteesta ja miten se toimii. Tämä moduuli koostuu keraamisten levyjen väliin sarjaan kytketyistä lämpöparista alla olevan kuvan mukaisesti.
Kun sähkövirta kulkee tällaisen piirin läpi, tapahtuu niin kutsuttu Peltier-vaikutus - moduulin toinen puoli lämpenee ja toinen jäähtyy. Miksi me tarvitsemme sitä? Kaikki on hyvin yksinkertaista, jos toimit päinvastaisessa järjestyksessä: lämmitä levyn toista puolta ja jäähdytä toista, voit tuottaa matalajännitteistä sähköä. Toivomme, että tässä vaiheessa kaikki on selvää, joten siirrymme mestarikursseihin, jotka osoittavat selvästi, mitä ja miten lämpösähkögeneraattori tehdään omin käsin.
