Générateur de courant électrique à essence pour une maison privée: types, paramètres, recommandations pour le choix.

La hausse des prix de l'énergie stimule la recherche de carburants plus efficaces et moins chers, y compris au niveau des ménages. La plupart des artisans-passionnés sont attirés par l'hydrogène, dont le pouvoir calorifique est trois fois supérieur à celui du méthane (38,8 kW contre 13,8 pour 1 kg de matière). La méthode d'extraction à la maison, semble-t-il, est connue - la division de l'eau par électrolyse. En réalité, le problème est beaucoup plus compliqué. Notre article a 2 objectifs:

Le secteur de l'électricité a probablement produit plus d'électricité avec du gaz que du charbon. Les deux carburants représentent actuellement environ 33 pour cent, selon les sources d'énergie fédérales. Cependant, le gaz combustible n'est pas controversé. La production à partir de formations de schiste par forage horizontal et fracturation hydraulique, qui a fourni une grande partie de la croissance de la production au cours de la dernière décennie, a pollué certaines voies navigables et causé des problèmes de tremblement de terre.

M de gaz par jour en moyenne l'année dernière. Cela ne devait pas être comme ça. Ces dernières années, l'industrie du charbon a été battue par la concurrence du gaz bon marché et des réglementations propres qui ont augmenté le coût de la combustion de la roche noire sale. La tendance du gaz est là pour rester. Les générateurs ajoutent plus d'installations au gaz à mesure que les anciennes centrales au charbon prennent leur retraite, a déclaré Costas.

• analyser la question de savoir comment fabriquer un générateur d'hydrogène avec des coûts minimes;
• envisager la possibilité d'utiliser l'installation pour chauffer une maison privée, faire le plein d'une voiture et comme machine à souder.

L'hydrogène, alias l'hydrogène, - le premier élément du tableau périodique - est la substance gazeuse la plus légère avec une activité chimique élevée. Pendant l'oxydation (c'est-à-dire la combustion), il libère une énorme quantité de chaleur, formant de l'eau ordinaire. Caractérisons les propriétés de l'élément en les formulant sous forme de thèses:

Avec l'électricité et le gaz, vous payez pour deux choses principales. L'énergie que vous utilisez gaspille de l'énergie dans votre maison. ... Seulement plus d'un tiers de ce que vous payez est de l'énergie pour vous - le reste est ce que vous utilisez. Une petite partie de ce que vous payez sert également à financer le travail des régulateurs de l'industrie de l'énergie.

* Les chiffres qui nous manquent ne mettent pas en évidence les coûts de transmission des charges d'électricité. Il existe un certain nombre de processus pour sécuriser votre maison - et vous finissez par payer pour ces processus dans votre facture. Votre facture couvre la production, le transport, la distribution et la vente au détail d'électricité. Il comprend également un petit prélèvement administré par l'Office de l'électricité, qui réglemente et réglemente le secteur de l'électricité.

Pour référence. Les scientifiques, qui ont d'abord divisé la molécule d'eau en hydrogène et en oxygène, ont qualifié le mélange de gaz explosif en raison de sa tendance à exploser. Par la suite, il a reçu le nom de gaz de Brown (du nom de l'inventeur) et a commencé à être désigné par la formule hypothétique NNO.

Tout d'abord, votre force doit être générée. En Nouvelle-Zélande, cela provient principalement de l'hydroélectricité, de la géothermie et du gaz naturel. La transmission est le mouvement massif d'énergie à travers le pays. L'électricité est transmise de la centrale électrique à un point de distribution près de chez vous.

Le canal de transmission principal est piloté par vecteur. À partir de là, votre pouvoir est distribué.La distribution d'énergie depuis le point de livraison ou de distribution jusqu'à votre propriété est assurée par des sociétés de distribution locales - soit des lignes, soit des sociétés de réseau, ou, dans le cas du gaz, des sociétés de réseau de gaz.

Auparavant, les cylindres des dirigeables étaient remplis d'hydrogène, qui explosait souvent.

De ce qui précède, la conclusion suivante se suggère: 2 atomes d'hydrogène se combinent facilement avec 1 atome d'oxygène, mais ils se séparent à contrecœur. La réaction d'oxydation chimique se déroule avec une libération directe d'énergie thermique selon la formule:

Les frais de transport et de distribution d'électricité sont généralement payés par votre détaillant et inclus dans le montant qu'il vous facture. Dans certains cas, les détaillants séparent les différents éléments de votre facture afin que vous puissiez voir ce que vous payez pour chaque portion. Dans plusieurs domaines, la société de réseau facture directement les frais de distribution.

Les coûts de transport et de distribution du gaz sont inclus dans le prix de gros lorsque les détaillants achètent du gaz. La part de votre facture couvrant le transport et la distribution est plus élevée pour le gaz que pour l'électricité. Votre détaillant est l'entreprise énergétique avec laquelle vous faites affaire et qui vous envoie votre facture.

2H 2 + O 2 → 2H 2 O + Q (énergie)

C'est là un point important qui nous sera utile pour un débriefing ultérieur: l'hydrogène réagit spontanément à l'inflammation et la chaleur est directement libérée. Pour séparer une molécule d'eau, il faudra dépenser de l'énergie:

2H 2 O → 2H 2 + O 2 - Q

Il s'agit d'une formule de réaction électrolytique qui caractérise le processus de division de l'eau en fournissant de l'électricité. Comment mettre en œuvre cela dans la pratique et fabriquer un générateur d'hydrogène de vos propres mains, nous examinerons plus en détail.

Les détaillants achètent de l'électricité produite par les entreprises de production dans un système commercial complexe. Pour l'électricité, c'est ce qu'on appelle le marché de l'électricité néo-zélandais. C'est à ce niveau du commerce de l'électricité que vous entendrez des termes tels que «marché de gros» et «prix au comptant». Le prix de gros auquel les détaillants achètent de l'électricité peut grandement influer sur le prix que vous payez.

Les générateurs électriques vendent de l'électricité sur le marché de gros. Il est acheté par des vendeurs qui vous le vendent ensuite. Alors que le prix de l'électricité est fixé toutes les demi-heures et varie en fonction de la demande, la plupart des détaillants vous la vendent à un prix fixe et concluent généralement des contrats d'achat-vente appelés «couvertures» avec les grossistes.

Création d'un prototype

Pour que vous compreniez à quoi vous avez affaire, nous vous proposons tout d'abord d'assembler le générateur le plus simple pour la production d'hydrogène à un coût minimal. La conception d'une installation maison est illustrée dans le diagramme.

Certains détaillants vous vendront de l'électricité sur la base d'un prix contractuel - ce que vous payez dépend donc de l'évolution du prix au comptant. Il existe une marge de prix pour le détaillant, mais comme le détaillant n'a pas à couvrir les fluctuations du prix au comptant, la marge est inférieure à celle du prix contractuel fixé. Donc, en moyenne, acheter à un prix local est moins cher mais plus risqué que les contrats à prix.

Les propriétaires du champ de gaz paient des redevances au gouvernement, puis vendent le gaz aux grossistes, qui le vendent aux détaillants. Les marchés du gaz et de l'électricité sont perçus pour payer les autorités de régulation qui les supervisent et pour fournir des services de résolution des plaintes des consommateurs. Les frais de réglementation de l'industrie de l'énergie sont extrêmement bas.

En quoi consiste un électrolyseur primitif:

• réacteur - récipient en verre ou en plastique à parois épaisses;
• électrodes métalliques immergées dans un réacteur à eau et connectées à une source d'énergie;
• le deuxième réservoir agit comme un joint étanche à l'eau;
• tuyaux pour l'élimination du gaz HHO.

Un point important. L'usine d'hydrogène électrolytique fonctionne uniquement en courant continu. Par conséquent, utilisez l'adaptateur secteur, le chargeur de voiture ou la batterie comme source d'alimentation. Un générateur CA ne fonctionnera pas.

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Découvrez qui fournit votre nouvelle propriété et comment obtenir la meilleure offre de gaz et d'électricité. Un fournisseur de commutateurs est un moyen rapide et facile de réduire les coûts des ménages. Avec autant de tâches sur votre liste de contrôle pour déménagement, n'oubliez pas d'avertir votre fournisseur d'énergie actuel - et de déterminer qui est votre nouveau fournisseur de gaz et d'électricité - sera probablement la dernière dans votre esprit.

Découvrez qui fournit le gaz et l'électricité à la nouvelle propriété

La bonne nouvelle est que ces deux tâches ne sont pas aussi difficiles à marquer sur votre liste que vous pourriez le penser. Si vous ne pouvez pas obtenir ces informations auprès de vos locataires actuels, vous pouvez passer quelques appels pour savoir qui est votre nouveau fournisseur d'énergie. Vous pouvez appeler votre zone de distribution d'électricité pour savoir qui fournit votre électricité. Les nombres sont énumérés ci-dessous.

Le principe de fonctionnement de l'électrolyseur est le suivant:

Pour réaliser la conception du générateur illustrée dans le diagramme de vos propres mains, vous aurez besoin de 2 bouteilles en verre à col et couvercles larges, d'un compte-gouttes médical et de 2 douzaines de vis autotaraudeuses. L'ensemble complet des matériaux est montré sur la photo.

Thermogénérateurs. Histoire et théorie

Un jour de déménagement est une période stressante, mais n'oubliez pas de vous occuper de quelques détails sur le gaz et l'électricité pendant que vous chargez vos cartons. Vous serez reconnaissant plus tard lorsque vous recevrez de nouvelles factures dans l'ordre. Maintenant que vous avez déménagé dans votre nouvelle propriété, vous avez presque terminé!

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Les outils spéciaux nécessiteront un pistolet à colle pour sceller les couvercles en plastique. La procédure de fabrication est simple:

Pour démarrer le générateur d'hydrogène, versez de l'eau salée dans le réacteur et allumez la source d'alimentation. Le début de la réaction sera marqué par l'apparition de bulles de gaz dans les deux récipients. Ajustez la tension à la valeur optimale et allumez le gaz brun sortant de l'aiguille compte-gouttes.

Foire aux questions sur le déménagement et les fournisseurs d'énergie

Que faire si ma nouvelle propriété dispose d'un compteur à prépaiement

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Vous pouvez également contacter d'abord votre fournisseur préféré et demander une connexion par son intermédiaire. Des frais de connexion seront facturés. Si vous n'avez jamais lu un compteur de gaz ou d'électricité, cela peut sembler décourageant. Mais ne vous inquiétez pas, nous avons une vidéo étape par étape pour vous aider à trouver vos compteurs, si vous ne savez pas où se trouve la propriété, déterminer quels compteurs vous avez et bien sûr lire le compteur.

Le deuxième point important.Une tension trop élevée ne peut pas être appliquée - l'électrolyte, chauffé à 65 ° C ou plus, commencera à s'évaporer rapidement. En raison de la grande quantité de vapeur d'eau, le brûleur ne peut pas être allumé. Pour plus de détails sur l'assemblage et le démarrage d'un générateur d'hydrogène impromptu, voir la vidéo:

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Il n'y a pas si longtemps, le gaz naturel - le combustible que votre douche chaude vous a probablement donné ce matin - était perçu comme un combustible de «pont» plus propre parce qu'il était moins pollué que d'autres alternatives. À certaines fins, il existe toujours, comme lorsqu'il remplace le diesel dans les bus.

Le dispositif et le principe de fonctionnement du générateur de gaz pour l'électricité

Le générateur d'électricité fonctionne au gaz naturel ou liquéfié

Un générateur domestique alimenté au gaz est souvent utilisé pour le chauffage. Son appareil n'est pas différent des modèles similaires qui fonctionnent avec d'autres types de carburant. Il contient les parties suivantes:

• Logement. Il peut être rectangulaire ou cylindrique. Il est généralement en tôle d'acier.
• La chambre de combustion. Étant donné que l'appareil fonctionne au gaz, il ne nécessite pas de conteneur pour charger le carburant. Cet appareil est fabriqué en acier résistant à la chaleur.
• Compresseur. Il est nécessaire de pomper de l'air dans la fournaise. Sans cela, le carburant ne s'enflammera pas.
• Turbine. De l'air chauffé et détendu y pénètre.

Il n'y a pas de réservoir de carburant dans l'unité, car elle fonctionne au gaz liquéfié ou naturel. Une chambre de combustion est installée à la place. Le principe de fonctionnement de l'appareil est simple. Tout d'abord, l'air entre dans le compresseur, est comprimé et envoyé à la chambre de combustion, où il est mélangé avec une petite quantité de carburant. Le mélange s'enflamme et est porté à une température élevée. Le gaz entre dans la turbine et la fait tourner, générer de l'électricité. Une partie est consacrée au fonctionnement du générateur de gaz domestique lui-même. Les produits de combustion sont évacués par le tuyau d'échappement.

À propos de la cellule à hydrogène de Meyer

Si vous avez fabriqué et testé la conception ci-dessus, alors par la combustion de la flamme au bout de l'aiguille, vous avez probablement remarqué que la productivité de l'installation est extrêmement faible. Pour obtenir plus de gaz oxyhydrogène, vous devez fabriquer un appareil plus sérieux, appelé cellule Stanley Meier en l'honneur de l'inventeur.

Mais dans nos maisons, certains pensent que le gaz naturel devrait être abandonné au profit des appareils électriques pour des raisons climatiques. On a déjà tendance à passer du gaz à l'électricité. S. est entièrement électrique. Cette tendance est la plus forte dans le sud. Lorsqu'il est brûlé, ou surtout s'il s'échappe non brûlé, le gaz naturel contribue au changement climatique.

Réacteur à plaques

Thomsen et plusieurs autres ont recommandé un type de chauffage et de climatisation connu sous le nom de pompes à chaleur. Il croit que l'avenir est l'électrification des maisons. Il les recommande aux personnes qui ont des systèmes solaires sur leurs toits, car l'électricité est payante.

Le principe de fonctionnement de la cellule repose également sur l'électrolyse, seules l'anode et la cathode sont réalisées sous forme de tubes insérés l'un dans l'autre. La tension est fournie par le générateur d'impulsions à travers deux bobines résonnantes, ce qui réduit la consommation de courant et augmente les performances du générateur d'hydrogène. Le circuit électronique de l'appareil est illustré sur la figure:

Il les installe dans des appartements abordables dans toute la Californie. «Un réfrigérateur utilise plus d'électricité pour le chauffage et la climatisation qu'une pompe à chaleur dans un appartement», a déclaré Armstrong. Mais les services publics de gaz disent que le gaz naturel aide à maintenir la disponibilité de l'énergie.Beaucoup de gens ont du mal à payer leurs factures de services publics et ne peuvent pas le risquer.

Certes, il est encore plus cher que le gaz dans la plupart des applications que nous utilisons actuellement, a-t-il déclaré. Lorsque les gens passent du gaz à l'électricité, ils doivent parfois augmenter la maintenance électrique du boîtier du disjoncteur et les autres coûts. Harris convient que l'électricité devient plus propre. Mais il a déclaré que l'installation d'éoliennes et de parcs solaires nécessitait également l'utilisation de combustibles fossiles. Ils nécessitent beaucoup de béton et l'énergie nécessaire à la production et au coulage du béton provient de combustibles fossiles.

Noter. Les détails sur le fonctionnement du schéma sont décrits sur la ressource https://www.meanders.ru/meiers8.shtml.

Pour créer une cellule Meyer, vous aurez besoin de:

• un corps cylindrique en plastique ou en plexiglas, les artisans utilisent souvent un filtre à eau avec un couvercle et des buses;
• tubes en acier inoxydable d'un diamètre de 15 et 20 mm et d'une longueur de 97 mm;
• fils, isolants.

Les recherches montrent toujours que les parcs éoliens et solaires ont tendance à compenser cette consommation de combustibles fossiles peu de temps après leur mise en service. Environ 11% de l'électricité allemande était produite par des centrales au gaz. De plus, les centrales au gaz atteignent des taux de rendement très élevés grâce à une technologie sophistiquée, convertissant la majeure partie de l'énergie du gaz naturel en électricité. En comparaison, les centrales électriques au charbon peuvent atteindre au mieux 50% d'efficacité.

Sources lumineuses atmosphériques

Les centrales au gaz gagnent en efficacité grâce aux améliorations apportées aux turbines au cours des dernières décennies. Ils sont alimentés en brûlant du gaz naturel, qui chauffe l'air entrant et entraîne des turbines, dans un processus similaire à un avion à réaction. Le mouvement de rotation est transmis à travers l'arbre à un générateur électrique, qui génère de l'électricité comme une dynamo de bicyclette.

Les tubes en acier inoxydable sont fixés à une base diélectrique, les fils connectés au générateur y sont soudés. La cellule se compose de 9 ou 11 tubes, placés dans un boîtier en plastique ou en plexiglas, comme indiqué sur la photo.

Les éléments sont connectés selon tout le schéma connu sur Internet, qui comprend une unité électronique, une cellule Meyer et un joint hydraulique (le nom technique est un bulleur). Pour des raisons de sécurité, le système est équipé de capteurs de pression critique et de niveau d'eau. Selon les artisans à domicile, une telle installation à hydrogène consomme un courant d'environ 1 ampère à une tension de 12 V et a des performances suffisantes, bien qu'il n'y ait pas de chiffres exacts.

Schéma de principe de la mise en marche de l'électrolyseur

Représentants de centrales électriques préfabriquées

Notez que ces options - un générateur thermoélectrique et un générateur de gaz sont maintenant des priorités, par conséquent, des stations prêtes à l'emploi pour une utilisation, à la fois domestique et industrielle, sont en cours de production.

En voici quelques-uns:

• Indigirka poêle;
• Four touristique "BioLite CampStove";
• Centrale électrique "BioKIBOR";
• Centrale électrique "Eco" avec générateur de gaz "Cube".

Un poêle à combustible solide domestique ordinaire (fabriqué selon le type de poêle "Burzhayka"), équipé d'un générateur thermoélectrique Peltier.

Parfait pour les chalets d'été et les petites maisons, car il est suffisamment compact et peut être transporté en voiture.

L'énergie principale lors de la combustion du bois de chauffage est utilisée pour le chauffage, mais en même temps le générateur existant vous permet également d'obtenir de l'électricité avec une tension de 12 V et une puissance de 60 W.

Four "BioLite CampStove".

Il utilise également le principe Peltier, mais il est encore plus compact (le poids n'est que de 1 kg), ce qui permet de l'emmener en randonnée, mais la quantité d'énergie générée par le générateur est encore moindre, mais cela suffira pour charger une lampe de poche ou un téléphone.

Un générateur thermoélectrique est également utilisé, mais il s'agit déjà d'une version industrielle.

Le fabricant, sur demande, peut fabriquer un appareil qui fournit une production d'électricité d'une capacité de 5 kW à 1 MW. Mais cela affecte la taille de la station, ainsi que la quantité de carburant consommée.

Par exemple, une installation qui produit 100 kW consomme 200 kg de bois de chauffage par heure.

Mais la centrale électrique Eco est un générateur de gaz. Sa conception utilise un générateur de gaz "Cube", un moteur à combustion interne à essence et un générateur électrique d'une capacité de 15 kW.

En plus des solutions industrielles prêtes à l'emploi, vous pouvez acheter séparément les mêmes générateurs thermoélectriques Peltier, mais sans poêle, et les utiliser avec n'importe quelle source de chaleur.

Réacteur à plaques

Un générateur d'hydrogène performant capable d'assurer le fonctionnement d'un brûleur à gaz est constitué de plaques inox de dimensions 15 x 10 cm, le nombre est de 30 à 70 pièces. Des trous y sont percés pour serrer les broches et une borne est découpée dans le coin pour connecter le fil.

En plus de la tôle d'acier inoxydable de grade 316, vous devrez acheter:

• caoutchouc d'une épaisseur de 4 mm, résistant aux alcalis;
• plaques d'extrémité en plexiglas ou textolite;
• goujons d'attache M10-14;
• clapet anti-retour pour machine à souder au gaz;
• filtre à eau pour un joint d'eau;
• tuyaux de raccordement en acier inoxydable ondulé;
• hydroxyde de potassium sous forme de poudre.

Les plaques doivent être assemblées en un seul bloc, isolant les unes des autres avec des joints en caoutchouc avec un centre découpé, comme indiqué sur le dessin. Tirez fermement le réacteur résultant avec des broches et connectez-le aux tuyaux d'électrolyte. Ce dernier provient d'un conteneur séparé équipé d'un couvercle et de vannes d'arrêt.

Noter. Nous vous expliquons comment fabriquer un électrolyseur de type à écoulement continu (sec). Il est plus facile de fabriquer un réacteur avec des plaques immergées - il n'est pas nécessaire de mettre des joints en caoutchouc et le bloc assemblé est abaissé dans un récipient scellé avec de l'électrolyte.

Circuit générateur de type humide

L'assemblage ultérieur d'un générateur produisant de l'hydrogène est réalisé selon le même schéma, mais avec des différences:

1. Un réservoir pour la préparation d'électrolyte est fixé au corps de l'appareil. Ce dernier est une solution à 7-15% d'hydroxyde de potassium dans l'eau.
2. Au lieu d'eau, un soi-disant désoxydant est versé dans le barboteur - de l'acétone ou un solvant inorganique.
3. Un clapet anti-retour doit être installé devant le brûleur, sinon, lorsque le brûleur à hydrogène est éteint en douceur, le contre-soufflage rompra les tuyaux et le barboteur.

Le moyen le plus simple d'alimenter le réacteur est d'utiliser un onduleur de soudage; il n'est pas nécessaire d'assembler des circuits électroniques. Comment fonctionne le générateur de gaz fait maison de Brown, le maître de maison le dira dans sa vidéo:

Avantages et inconvénients

Le générateur peut être connecté au tuyau de gaz principal

Les générateurs à gaz pour la maison sont pratiques car ils utilisent différents types de carburant, qui sont beaucoup moins chers que l'essence. Ils présentent les avantages suivants:

• la possibilité de se connecter à un cylindre et à un tuyau principal;
• l'utilisation de l'appareil pour produire de l'électricité, chauffer une pièce, recevoir de l'eau chaude;
• durabilité, car lors de l'utilisation de gaz, l'usure des pièces internes du générateur est minimale;
• sécurité environnementale;
• rentabilité.

Cependant, il y a aussi des inconvénients: l'approvisionnement en gaz n'est pas disponible partout. Lors de la connexion à la dorsale, l'autorisation d'un service spécial est requise.

Malgré le processus d'installation coûteux, l'utilisation d'unités génératrices de gaz se justifie en cas de coupures d'électricité fréquentes ou de son absence totale. S'il est impossible d'utiliser le système d'alimentation principal, vous pouvez utiliser des cylindres.

Lors du choix d'un appareil, les conditions de son utilisation sont prises en compte, ainsi que les tâches que l'appareil doit résoudre.

Est-il rentable d'obtenir de l'hydrogène chez soi?

La réponse à cette question dépend du domaine d'application du mélange oxygène-hydrogène. Tous les dessins et schémas publiés par diverses ressources Internet sont conçus pour libérer du gaz HHO aux fins suivantes:

• utiliser l'hydrogène comme carburant pour les voitures;
• brûler de l'hydrogène sans fumée dans les chaudières et les fours de chauffage;
• appliquer pour le soudage au gaz.

Le principal problème qui annule tous les avantages de l'hydrogène carburant: le coût de l'électricité pour la libération d'une substance pure dépasse la quantité d'énergie obtenue à partir de sa combustion. Quoi que prétendent les partisans des théories utopiques, l'efficacité maximale de l'électrolyseur atteint 50%. Cela signifie que 2 kW d'électricité sont consommés pour 1 kW de chaleur reçue. Le bénéfice est nul, voire négatif.

Souvenons-nous de ce que nous avons écrit dans la première section. L'hydrogène est un élément très actif et réagit seul avec l'oxygène, dégageant beaucoup de chaleur. En essayant de diviser la molécule d'eau stable, nous ne pouvons pas apporter d'énergie directement aux atomes. Le fractionnement est réalisé par l'électricité, dont la moitié est dissipée pour chauffer les électrodes, l'eau, les enroulements du transformateur, etc.

Informations générales importantes. La chaleur spécifique de combustion de l'hydrogène est trois fois plus élevée que celle du méthane, mais en poids. Si on les compare en volume, alors quand 1 m³ d'hydrogène est brûlé, seuls 3,6 kW d'énergie thermique seront libérés contre 11 kW pour le méthane. Après tout, l'hydrogène est l'élément chimique le plus léger.

Considérons maintenant le gaz oxyhydrogène obtenu par électrolyse dans un générateur d'hydrogène fait maison comme combustible pour les besoins ci-dessus:

Pour référence. Pour brûler de l'hydrogène dans une chaudière de chauffage, la structure devra être entièrement repensée, car un brûleur à hydrogène peut faire fondre n'importe quel acier.

Comment déterminer la puissance thermoélectrique d'un métal

La puissance thermoélectrique d'un métal est déterminée par rapport au platine. Pour cela, un thermocouple, dont l'une des électrodes est en platine (Pt), et l'autre en métal testé, est chauffé à 100 degrés Celsius. La valeur résultante en millivolts pour certains métaux est indiquée ci-dessous. De plus, il convient de noter que non seulement l'amplitude de la puissance thermique change, mais également son signe par rapport au platine.

Dans ce cas, le platine joue le même rôle que 0 degré sur l'échelle de température, et toute l'échelle de thermopuissance ressemble à ceci:

• Antimoine +4,7
• Fer +1,6
• Cadmium +0,9
• Zinc +0,75
• Cuivre +0,74
• Doré +0,73
• Argent +0,71
• Étain +0,41
• Aluminium +0,38
• Mercure 0
• Platine 0

Le platine est suivi des métaux à puissance thermoélectrique négative:

A l'aide de cette échelle, il est très facile de déterminer la valeur de la puissance thermoélectrique développée par un thermocouple composé de différents métaux. Pour ce faire, il suffit de calculer la différence algébrique des valeurs des métaux à partir desquels les thermoélectrodes sont fabriquées. Par exemple, pour la paire antimoine - bismuth, cette valeur sera +4,7 - (- 6,5) = 11,2 mV. Si une paire fer-aluminium est utilisée comme électrode, cette valeur ne sera que de +1,6 - (+0,38) = 1,22 mV, ce qui est presque dix fois moins que celle de la première paire.

Si la jonction froide est maintenue à une température constante, par exemple 0 degré, alors la puissance thermoélectrique de la jonction chaude sera proportionnelle au changement de température, qui est utilisé dans les thermocouples.

Générateur maison simple

Malgré le fait que ces appareils ne sont pas populaires actuellement, pour le moment, il n'y a rien de plus pratique qu'une unité thermo-génératrice, qui est tout à fait capable de remplacer une cuisinière électrique, une lampe d'éclairage en voyage ou d'aider un téléphone portable tombe en panne pour alimenter une vitre électrique. Cette électricité aidera également à la maison en cas de panne de courant. Il peut être obtenu gratuitement, pourrait-on dire, pour un ballon.

Donc, pour fabriquer un générateur thermoélectrique, vous devez préparer:

• Régulateur de tension;
• Fer à souder;
• N'importe qui;
• Radiateurs de refroidissement;
• Pâte thermique;
• Éléments chauffants Peltier.

Assemblage de l'appareil:

• Tout d'abord, le corps de l'appareil est fabriqué, qui doit être sans fond, avec des trous en bas pour l'air et en haut avec un support pour le conteneur (bien que cela ne soit pas nécessaire, car le générateur peut ne pas fonctionner sur l'eau) ;
• Ensuite, un élément Peltier est attaché au corps, et un radiateur de refroidissement est attaché à son côté froid par une pâte thermique;
• Ensuite, vous devez souder le stabilisateur et le module Peltier, en fonction de leurs pôles;
• Le stabilisateur doit être très bien isolé pour que l'humidité n'y pénètre pas;
• Il reste à vérifier son travail.

À propos, s'il n'est pas possible d'obtenir un radiateur, vous pouvez utiliser un refroidisseur d'ordinateur ou un générateur de voiture à la place. Rien de terrible ne se produira d'un tel remplacement.

Le stabilisateur peut être acheté avec un indicateur à diode, qui donnera un signal lumineux lorsque la tension atteint la valeur spécifiée.

Comment les thermogénérateurs ont été créés

Déjà au milieu du XIXe siècle, de nombreuses tentatives ont été faites pour créer des thermogénérateurs - des dispositifs de production d'énergie électrique, c'est-à-dire d'alimenter divers consommateurs. Les batteries constituées de thermoéléments connectés en série étaient censées être utilisées comme telles sources. La conception d'une telle batterie est illustrée à la Fig. 2.

Figure. 2. Thermopile, dispositif schématique

La première batterie thermoélectrique a été créée au milieu du XIXe siècle par les physiciens Oersted et Fourier. Le bismuth et l'antimoine ont été utilisés comme thermoélectrodes, juste la paire même de métaux purs avec la puissance thermoélectrique maximale. Les jonctions chaudes ont été chauffées avec des brûleurs à gaz et les jonctions froides ont été placées dans un récipient avec de la glace. Au cours d'expériences avec la thermoélectricité, des thermopiles ont été inventés plus tard, adaptés à une utilisation dans certains processus technologiques et même à l'éclairage. Un exemple est la batterie Clamont, développée en 1874, qui était assez puissante à des fins pratiques: par exemple, pour la dorure galvanique, ainsi que pour une utilisation dans les imprimeries et les ateliers de gravure solaire. À peu près à la même époque, le scientifique Noé était également engagé dans l'étude des thermopiles, ses thermopiles étaient également largement diffusées à un moment donné.

Mais toutes ces expériences, bien que réussies, étaient vouées à l'échec, car les thermopiles créés à partir de thermoéléments à partir de métaux purs avaient un rendement très faible, ce qui entravait leur application pratique. Les vapeurs de métaux purs ont une efficacité de seulement quelques dixièmes de pour cent. Les matériaux semi-conducteurs ont une efficacité beaucoup plus élevée: certains oxydes, sulfures et composés intermétalliques.

Propriétés des matériaux thermoélectriques

Les résultats nous permettent d'espérer que dans un proche avenir, des sources d'énergie électrique entièrement nouvelles et respectueuses de l'environnement seront obtenues. Au niveau moléculaire, une combinaison de cobalt, de nickel, d'étain et de manganèse a été produite. Le résultat est un alliage multiferrite aux propriétés totalement nouvelles. Il combine une combinaison optimale de propriétés électriques, élastiques et magnétiques. De ce fait, il y a une transformation des matériaux de l'un à l'autre et l'effet de la température conduit à des transformations de phase réversibles. Lors d'une démonstration de ce matériau, celui-ci, tout en absorbant la chaleur ambiante, a provoqué une génération d'électricité inattendue dans l'inducteur qui l'entoure.

Ainsi, le matériau obtenu peut être d'une grande importance pratique à l'avenir. Par exemple, la conversion de la chaleur générée par une voiture peut être utilisée pour charger des batteries.

Thermocouples semi-conducteurs

Une véritable révolution dans la création de thermoéléments a été faite par les travaux de l'académicien A.I. Ioffe.Au début des années 30 du XXe siècle, il a avancé l'idée qu'avec l'aide de semi-conducteurs, il est possible de convertir l'énergie thermique, y compris l'énergie solaire, en énergie électrique. Grâce aux recherches menées, déjà en 1940, une photocellule à semi-conducteur a été créée pour convertir l'énergie de la lumière solaire en énergie électrique. La première application pratique des thermoéléments semi-conducteurs devrait être envisagée, apparemment, "chapeau melon partisan", qui a permis d'alimenter certaines stations de radio partisanes portables.

Les éléments de constantan et de SbZn ont servi de base au thermogénérateur. La température des jonctions froides était stabilisée par de l'eau bouillante, tandis que les jonctions chaudes étaient chauffées par une flamme de feu, fournissant ainsi une différence de température d'au moins 250 à 300 degrés. L'efficacité d'un tel appareil n'était pas supérieure à 1,5 ... 2,0%, mais la puissance pour alimenter les stations de radio était tout à fait suffisante. Bien sûr, en ces temps de guerre, la conception du "chapeau melon" était un secret d'État, et même maintenant, de nombreux forums sur Internet discutent de sa conception.

Utilisation de systèmes d'énergie alternative

La recherche de sources d'énergie alternatives est un puissant vecteur mondial qui détermine l'avenir de l'énergie dans le monde. Déjà aujourd'hui, les éléments suivants sont utilisés pour le chauffage et l'électricité dans les bâtiments:

• énergie solaire;
• l'énergie éolienne;
• énergie dérivée de la terre (énergie géothermique);
• énergie des mers et des océans;
• énergie des eaux intérieures;
• énergie biomasse;
• énergie biogaz.

L'énergie renouvelable et ses sources

Fondamentalement, les sources d'énergie alternatives sont divisées en renouvelables et synthétiques. Leur différence réside dans le fait que les énergies renouvelables utilisent divers phénomènes naturels pour générer de l'énergie, tandis que les synthétiques reposent sur la synthèse du carburant, c'est-à-dire, en fait, le remplacement des hydrocarbures naturels par des matériaux synthétiques.

La demande et les prix d'électricité augmentent non seulement dans notre pays, mais partout dans le monde. C'est un paiement inévitable pour le développement des technologies modernes. Et le terme «sources renouvelables» n'est pas tout à fait correct - tout cela parce que la demande est bien plus grande que la reproduction de ces sources: chaque année l'humanité consomme de plus en plus de pétrole, de gaz et de charbon, les gisements s'épuisent, il n'y en a plus. .

Tout cela conduit au fait que dans les décennies à venir, il y aura une grave pénurie de ressources énergétiques fossiles partout dans le monde.

Qu'est-ce que cela signifie pour les propriétaires privés?

Cela signifie qu'il est temps de commencer à se préparer à une forte hausse des prix de l'énergie. Oui, cela ne se produira pas aujourd'hui et pas immédiatement. Mais il vaut mieux être prêt en ce moment, isoler la maison, remplacer la chaudière, installer de nouveaux systèmes de sources d'énergie, essayer de rendre votre maison la plus économe en énergie possible.

Aujourd'hui, dans les maisons privées, l'énergie renouvelable provenant de sources alternatives peut être obtenue en installant:

• Panneaux solaires (capteurs solaires);
• Pompe à chaleur;
• Récupérateurs de ventilation;
• Éoliennes;
• Installation de systèmes d'alimentation externe (https://saen.com.ua/vneshnee-elektrosnabzhenie.html).

Compte tenu de notre climat continental froid et rude, une seule source pour chauffer une maison peut ne pas suffire. Et ici, vous devez regarder les combinaisons:

• Si votre région a beaucoup de jours ensoleillés, une combinaison de panneaux solaires et de chauffage par chaudière traditionnelle peut être envisagée. Pendant la journée, le soleil vous fera économiser du carburant, et la nuit (pendant que les panneaux se rechargent) la maison sera chauffée par une chaudière;
• S'il y a des vents fréquents et forts dans votre région, il vaut vraiment la peine d'envisager d'installer un moulin à vent. Vous pouvez combiner l'énergie éolienne et le chauffage de la chaudière de la même manière que celle décrite ci-dessus;
• Pour une utilisation plus rationnelle de l'énergie dans les régions plus chaudes, on peut généralement envisager de remplacer les chaudières traditionnelles par des chaudières biomasse, des pompes à chaleur et des systèmes de récupération de chaleur provenant de la ventilation.

Plus important encore, les sources d'énergie alternatives assureront la stabilité de chauffage de votre maison. Après tout, ce n'est un secret pour personne que les pannes d'électricité sont assez fréquentes dans de nombreuses colonies et villages russes.

Énergie solaire

L'élément principal d'une centrale solaire domestique est constitué de cellules photovoltaïques fabriquées à partir de plaquettes de silicium. Sous l'influence du rayonnement solaire, ils produisent de l'électricité, de plus, totalement gratuitement.

Les capteurs solaires peuvent également être utilisés comme moyen de transfert de chaleur secondaire. Par exemple, ils peuvent être utilisés pour maintenir une eau chaude constante dans la maison. Bien sûr, il est nécessaire de concevoir correctement une telle installation, de prendre en compte le nombre de tous les résidents et leurs besoins en eau chaude, ainsi que le niveau d'ensoleillement pénétrant dans le toit de la maison. Idéalement, les capteurs devraient être installés du côté sud de la maison.

L'énergie éolienne

L'installation d'une éolienne domestique est également une solution intéressante, mais jusqu'à présent coûteuse pour la plupart des propriétaires. Mais un tel système dépend moins de la météo et du nombre de jours ensoleillés - les moulins à vent fonctionnent en permanence, ne modifiant que le couple.

Récupérateur et récupération de chaleur

Un récupérateur est un appareil spécial installé dans le système de ventilation, dont la fonction principale est de renvoyer l'air chaud provenant de la maison vers la maison.

Il existe de nombreux modèles et types de récupérateurs sur le marché. Ils sont relativement peu coûteux. Pour obtenir le meilleur effet, il est recommandé de choisir des appareils avec une efficacité maximale (plus de 90%) et une consommation ne dépassant pas 0,35 W de puissance pour 1 m3 d'air.

Fusion d'énergie renouvelable: solutions hybrides

Plusieurs sources d'énergie alternatives peuvent être combinées dans une maison. La solution la plus répandue est celle des capteurs hybrides utilisant des cellules photovoltaïques et des capteurs solaires. En même temps, ils chauffent l'eau et produisent de l'électricité.

Aujourd'hui, l'énergie et la chaleur peuvent même être extraites des eaux usées. Il existe sur le marché des systèmes de chauffage dits au sulfure d'hydrogène. Ils collectent l'eau chaude précédemment utilisée pour laver ou laver la vaisselle et la transfèrent vers le système de chauffage domestique. Ce système se compose d'un filtre, d'un réservoir d'eaux usées spécial et d'une pompe.

Quel appareil choisir pour votre maison dépend de vous. Si le budget est limité et que vous n'êtes pas sûr que l'appareil fonctionnera efficacement, il est recommandé de commencer petit: installer un panneau solaire ou un récupérateur. Et il y a déjà à regarder.

Les systèmes d'énergie alternative peuvent-ils remplacer complètement la chaudière?

Non, ils ne peuvent pas encore. Les sources d'énergie alternatives sont souvent critiquées pour leur faible puissance - ni les panneaux solaires, ni les parcs éoliens, ni les récupérateurs, bien sûr, ne peuvent complètement résoudre le problème du chauffage et de l'électricité dans une maison privée. Ou ils peuvent, mais ce sera trop cher.

Néanmoins, un autre fait est également évident: de tels appareils sont déjà en train de devenir un élément important de l'ingénierie de nombreuses maisons, car de nombreux propriétaires se sont rendu compte que de tels systèmes permettaient d'économiser beaucoup sur les factures de gaz et d'électricité.

Thermogénérateur domestique

Déjà dans les années 50 d'après-guerre, l'industrie soviétique a commencé à produire le thermogénérateur TGK-3. Son objectif principal était d'alimenter des radios à piles dans les zones rurales non électrifiées. La puissance du générateur était de 3 W, ce qui permettait d'alimenter des récepteurs de batterie tels que Tula, Iskra, Tallinn B-2, Rodina-47, Rodina-52 et quelques autres.

L'aspect du thermogénérateur TGK-3 est illustré à la Fig. 3.

Figure. 3. Thermogénérateur TGK-3

Conception de thermogénérateur

Comme déjà mentionné, le thermogénérateur était destiné à être utilisé dans les zones rurales, où des lampes à kérosène éclair étaient utilisées pour l'éclairage. Une telle lampe, équipée d'un thermogénérateur, est devenue non seulement une source de lumière, mais aussi d'électricité. Dans le même temps, des coûts de carburant supplémentaires n'étaient pas nécessaires, car exactement la partie du kérosène qui venait de voler dans le tuyau était transformée en électricité.De plus, un tel générateur était toujours prêt à fonctionner, sa conception était telle qu'il n'y avait tout simplement rien à casser. Le générateur pouvait simplement rester inactif, fonctionner sans charge et ne craignait pas les courts-circuits. La durée de vie du générateur, comparée aux batteries galvaniques, semblait éternelle.

Le rôle de la cheminée dans la lampe à pétrole éclair est joué par la partie cylindrique allongée du verre. Lors de l'utilisation d'une lampe avec un thermogénérateur, le verre a été raccourci et un émetteur de chaleur métallique 1 a été inséré à l'intérieur, comme le montre la Fig. quatre.

Figure. 4. Lampe au kérosène avec générateur thermoélectrique

La partie extérieure du transmetteur de chaleur a la forme d'un prisme à multiples facettes sur lequel sont installées des thermopiles. Pour augmenter l'efficacité du transfert de chaleur, l'échangeur de chaleur avait plusieurs canaux longitudinaux à l'intérieur. En passant par ces canaux, des gaz chauds sont entrés dans le tuyau d'échappement 3, chauffant simultanément la thermopile, plus précisément, ses jonctions chaudes. Un radiateur refroidi par air a été utilisé pour refroidir les jonctions froides. Il se compose de nervures métalliques fixées sur les surfaces extérieures des blocs thermopiles.

Thermogénérateur - TGK3 se composait de deux sections indépendantes. L'un d'eux a produit une tension de 2V à un courant de charge allant jusqu'à 2A. Cette section a été utilisée pour obtenir la tension d'anode des lampes à l'aide d'un transducteur de vibration. Une autre section à une tension de 1,2 V et un courant de charge de 0,5 A a été utilisée pour alimenter les filaments des lampes.

Il est facile de calculer que le thermogénérateur avait une puissance ne dépassant pas 5 watts, mais c'était largement suffisant pour le récepteur, ce qui permettait d'égayer les longues soirées d'hiver. Maintenant, bien sûr, cela semble tout simplement ridicule, mais à cette époque lointaine, un tel appareil était sans aucun doute un miracle de la technologie.

Fabrication de bricolage

Vous pouvez fabriquer un générateur thermoélectrique de vos propres mains. Pour cela, certains éléments sont nécessaires:

• Module capable de résister à des températures allant jusqu'à 300-400 ° C.
• Un convertisseur élévateur dont le but est de recevoir une tension continue de 5 V.
• Un appareil de chauffage sous la forme d'un feu, d'une bougie ou d'une sorte de poêle miniature.
• Glacière. L'eau ou la neige sont les options les plus populaires à portée de main.
• Éléments de connexion. Pour cela, vous pouvez utiliser des tasses ou des pots de différentes tailles.

Les fils entre le transmetteur et le module doivent être isolés avec un composé résistant à la chaleur ou un mastic conventionnel. Il est nécessaire d'assembler l'appareil dans l'ordre suivant:

1. Ne laissez que le boîtier de l'alimentation.
2. Collez le module Peltier avec le côté froid sur le radiateur.
3. Après avoir préalablement nettoyé et poli la surface, vous devez coller l'élément de l'autre côté.
4. Depuis l'entrée du convertisseur de tension, il est nécessaire de souder les fils aux sorties de la plaque.

Dans ce cas, le thermogénérateur pour un fonctionnement correct doit être doté des caractéristiques suivantes: tension de sortie - 5 volts, type de sortie pour connecter l'appareil - USB (ou tout autre, selon les préférences), la puissance de charge minimale doit être de 0,5 A Dans ce cas, vous pouvez utiliser n'importe quel type de carburant.

La vérification du mécanisme est assez simple. Vous pouvez mettre plusieurs brindilles sèches et fines à l'intérieur. Mettez-les en feu et, après quelques minutes, connectez un appareil, par exemple un téléphone pour le recharger. Il n'est pas difficile d'assembler un thermogénérateur. Si tout est fait correctement, cela durera plus d'un an en voyages et en randonnées.