Leçon 24. Comment l'air atmosphérique se réchauffe (§24) - Cahier de classe 6e - Journal du géographe-éclaireur Letyagin (Réponses et gdz)

Pour obtenir de l'électricité, vous devez trouver une différence de potentiel et un conducteur. Les gens ont toujours essayé d'économiser de l'argent, et à l'ère des factures de services publics en constante augmentation, ce n'est pas du tout surprenant. Aujourd'hui, il existe déjà des moyens par lesquels une personne peut obtenir de l'électricité gratuitement pour elle. En règle générale, il s'agit de certaines installations à faire soi-même, basées sur un générateur électrique.

Générateur thermoélectrique et son dispositif

Un générateur thermoélectrique est un appareil qui génère de l'énergie électrique à partir de la chaleur. C'est une excellente source d'électricité à vapeur, mais avec un faible rendement.

En tant que dispositif de conversion directe de la chaleur en énergie électrique, des générateurs thermoélectriques sont utilisés, qui utilisent le principe de fonctionnement des thermocouples conventionnels

Essentiellement, la thermoélectricité est la conversion directe de la chaleur en électricité dans des conducteurs liquides ou solides, puis le processus inverse de chauffage et de refroidissement du contact de divers conducteurs à l'aide d'un courant électrique.

Dispositif générateur de chaleur:

• Un générateur de chaleur comporte deux semi-conducteurs, dont chacun est constitué d'un certain nombre d'électrons;
• Ils sont également interconnectés par un conducteur, au-dessus duquel se trouve une couche capable de conduire la chaleur;
• Un conducteur thermo-ionique y est également attaché pour le transfert des contacts;
• Vient ensuite la couche de refroidissement, suivie du semi-conducteur, dont les contacts mènent au conducteur.

Malheureusement, un générateur de chaleur et d'électricité n'est pas toujours capable de fonctionner avec des capacités élevées, il est donc principalement utilisé dans la vie quotidienne et non dans la production.

Aujourd'hui, le convertisseur thermoélectrique n'est presque jamais utilisé nulle part. Il "demande" beaucoup de ressources, il prend également de la place, mais la tension et le courant qu'il peut générer et convertir sont très faibles, ce qui est extrêmement peu rentable.

Transformer la chaleur en lumière puis en électricité

14.11.2019 924

"Les photons thermiques sont des photons émis par un corps chaud." «Si vous regardez quelque chose de chaud avec une caméra infrarouge, vous pouvez voir qu'il brille. La caméra montre ces photons thermiquement excités. "

L'invention est un émetteur de chaleur hyperbolique capable d'absorber une chaleur intense qui autrement s'échapperait dans l'environnement, la comprimant dans une bande passante étroite et l'émettant sous forme de lumière pour une conversion ultérieure en électricité.

Cette découverte fait suite à une autre recherchemenée à la Brown School of Technology de l'Université Rice en 2020, lorsqu'une méthode simple a été trouvée pour créer des films en forme de plaque hautement alignés à partir de nanotubes de carbone étroitement tassés.

Chaleur résiduelle

Des discussions ont conduit à la décision de voir si ces films pouvaient être utilisés pour canaliser des "photons thermiques".

"Les photons thermiques sont des photons émis par un corps chaud." «Si vous regardez quelque chose de chaud avec une caméra infrarouge, vous pouvez voir qu'il brille. La caméra montre ces photons thermiquement excités. "

Rayonnement infrarouge Est un composant de la lumière du soleil qui fournit de la chaleur à la planète, mais ce n'est qu'une petite partie de l'ensemble du spectre électromagnétique.

"Toute surface chaude émet de la lumière sous forme de rayonnement thermique."«Le problème est que le rayonnement thermique est à large bande et que la conversion de la lumière en électricité n'est efficace que si le rayonnement est dans une bande étroite. Le défi était de presser les photons à large bande dans une bande étroite. "

Les films de nanotubes ont permis d'isoler des photons infrarouges moyens qui seraient autrement gaspillés. Cela peut motiver l'utilisation généralisée de la chaleur résiduelle, qui représente environ 20% de toute la consommation d'énergie industrielle.

Les nanotubes de carbone peuvent transférer la chaleur

"Le moyen le plus efficace de convertir la chaleur en électricité à l'heure actuelle est d'utiliser des turbines et de la vapeur ou un autre liquide pour les alimenter." «Ils peuvent offrir une efficacité de conversion de près de 50%. Peu de ce qui est connu aujourd'hui peut se rapprocher d'une telle efficacité, mais ces systèmes sont difficiles à mettre en œuvre. "

Les nanotubes de carbone alignés restent thermiquement stables jusqu'à 1600 ° C et présentent une anisotropie extrême: conducteurs dans un sens et isolants dans les deux autres - un effet appelé dispersion hyperbolique. Les photons thermiques peuvent entrer en collision avec le film, venant de n'importe quelle direction, mais ne repartent qu'après un.

Cette anisotropie extrême se traduit par une densité de photons extrêmement élevée dans l'infrarouge moyen, se manifestant par de fortes résonances dans des cavités de profondeur de taille inférieure à la longueur d'onde.

"Au lieu de passer directement de la chaleur à l'électricité, le chemin passe d'abord de la chaleur à la lumière et ensuite seulement à l'électricité." "À première vue, il semble que deux étapes seraient plus efficaces que trois, mais dans ce cas ce n'est pas le cas."

L'ajout d'émetteurs à des cellules solaires standard peut augmenter leur efficacité par rapport à leur pic actuel d'environ 22% à 80%. "En compressant toute l'énergie thermique perdue dans une petite région spectrale, elle peut être très efficacement convertie en électricité." En outre, les émetteurs de chaleur nanophotoniques à haute densité de photons peuvent considérablement améliorer l'efficacité du refroidissement par rayonnement et de la récupération de la chaleur perdue.

Vous pouvez en savoir plus sur la technologie lire Pour plus d'informations, consultez ACS Photonics.

Une source: Université Rice

Générateur solaire thermique d'électricité et d'ondes radio

Les sources d'énergie électrique peuvent être très différentes. Aujourd'hui, la production de générateurs thermoélectriques solaires a commencé à gagner en popularité. De telles installations peuvent être utilisées dans les phares, dans l'espace, les voitures, ainsi que dans d'autres domaines de la vie.

Les générateurs solaires thermiques sont un excellent moyen d'économiser de l'énergie

RTG (signifie générateur thermoélectrique de radionucléides) fonctionne en convertissant l'énergie isotopique en énergie électrique. C'est un moyen très économique d'obtenir de l'électricité presque gratuitement et la possibilité d'éclairage en l'absence d'électricité.

Caractéristiques du RTG:

• Il est plus facile d'obtenir une source d'énergie à partir de désintégrations isotopiques que, par exemple, de faire de même en chauffant un brûleur ou une lampe à pétrole;
• La production d'électricité et la désintégration des particules sont possibles en présence d'isotopes spéciaux, car le processus de leur désintégration peut durer des décennies.

En utilisant une telle installation, vous devez comprendre que lorsque vous travaillez avec d'anciens modèles d'équipement, il existe un risque de recevoir une dose de rayonnement et qu'il est très difficile de se débarrasser d'un tel appareil. S'il n'est pas correctement détruit, il peut agir comme une bombe à rayonnement.

En choisissant le fabricant de l'installation, mieux vaut rester dans les entreprises qui ont déjà fait leurs preuves. Tels que Global, Altec (Altec), TGM (Tgm), Cryotherm, Termiona.

Soit dit en passant, un autre bon moyen d'obtenir de l'électricité gratuitement est un générateur pour collecter les ondes radio.Il se compose de paires de condensateurs à film et électrolytique, ainsi que de diodes de faible puissance. Un câble isolé d'environ 10 à 20 mètres est pris comme antenne et un autre fil de terre est attaché à un tuyau d'eau ou de gaz.

Les scientifiques russes ont reçu la chaleur du froid

Des scientifiques de l'Institut de catalyse du SB RAS ont découvert comment obtenir de la chaleur du froid, qui peut être utilisée pour chauffer dans des conditions climatiques difficiles. Pour ce faire, ils proposent d'absorber les vapeurs de méthanol par un matériau poreux à basse température. Premiers résultats d'une étude soutenue par accorder

Russian Science Foundation (RSF), étaient
publié
dans la revue Applied Thermal Engineering. Les chimistes ont proposé un cycle appelé "Heat from Cold" ("TepHol"). Les scientifiques convertissent la chaleur en utilisant le processus d'adsorption du méthanol en un matériau poreux. L'adsorption est le processus d'absorption de substances d'une solution ou d'un mélange de gaz par une autre substance (adsorbant), qui est utilisée pour séparer et purifier des substances. La substance absorbée est appelée adsorbat.

«L'idée était d'abord de prédire théoriquement quel devrait être l'adsorbant optimal, puis de synthétiser un matériau réel aux propriétés proches de l'idéal», a commenté l'un des auteurs de l'étude, le docteur en chimie Yuri Aristov. - La substance de travail est constituée de vapeurs de méthanol et est généralement adsorbée à l'aide de charbons actifs. Nous avons d'abord pris des charbons actifs disponibles dans le commerce et les avons utilisés. Il s'est avéré que la plupart d'entre eux «ne marchaient pas» très bien, nous avons donc décidé de synthétiser nous-mêmes de nouveaux adsorbants au méthanol, spécialisés pour le cycle TepHol. Ce sont des matériaux à deux composants: ils ont une matrice poreuse, un composant relativement inerte, et le composant actif est un sel qui absorbe bien le méthanol ».

Ensuite, les scientifiques ont réalisé une analyse thermodynamique du cycle TepHol, qui donne une idée approximative du déroulement du processus de transformation, et ont déterminé les conditions optimales pour la mise en œuvre de l'adsorption. Les scientifiques ont été confrontés à la tâche de savoir si le nouveau cycle thermodynamique peut fournir une efficacité et une puissance suffisantes pour générer de la chaleur. Pour répondre à cette question, un prototype de laboratoire de l'installation TepHol a été conçu avec un adsorbeur, un évaporateur et des cryostats simulant de l'air froid et de l'eau non glacée. L'adsorbant a été placé dans un échangeur de chaleur spécial à grande surface en aluminium. Cette installation permet de produire de la chaleur de manière intermittente: elle est libérée lorsque l'adsorbant absorbe du méthanol, puis il faut du temps pour régénérer ce dernier. Pour cela, la pression du méthanol sur l'adsorbant est réduite, ce qui est facilité par la basse température ambiante. Les tests du prototype TepHol ont été réalisés dans des conditions de laboratoire, où les conditions de température de l'hiver sibérien ont été simulées, et l'expérience s'est terminée avec succès.

"Utilisation de deux thermostats naturels (stockage de chaleur) en hiver, par exemple l'air ambiant (T = -20 - -40 ° C) et l'eau non glacée d'une rivière, d'un lac, d'une mer ou d'une nappe phréatique (T = 0 - 20 ° C) , avec une différence de température de 30 à 60 ° C, la chaleur peut être obtenue pour chauffer les maisons. De plus, plus il fait froid à l'extérieur, plus il est facile d'obtenir de la chaleur utile », a déclaré Yuri Aristov.

À ce jour, les scientifiques ont synthétisé quatre nouveaux absorbants qui sont en phase de test. Selon les auteurs, les premiers résultats de ces tests sont très encourageants.

«La méthode proposée permet de chauffer directement sur place dans les régions aux hivers froids (nord-est de la Russie, nord de l'Europe, États-Unis et Canada, ainsi que l'Arctique), ce qui peut accélérer considérablement leur développement socio-économique.L'utilisation même d'une petite quantité de chaleur à basse température de l'environnement peut conduire à un changement dans la structure de l'énergie moderne, réduire la dépendance de la société aux combustibles fossiles et améliorer l'écologie de notre planète », a conclu Aristov.

À l'avenir, le développement de scientifiques russes peut être utile pour l'utilisation rationnelle des déchets thermiques à basse température de l'industrie (par exemple, l'eau de refroidissement rejetée par les centrales thermiques et les gaz qui sont un sous-produit des produits chimiques et du pétrole). raffinage), le transport et le logement et les services communaux, ainsi que l'énergie thermique renouvelable, en particulier dans les régions de la Terre aux conditions climatiques difficiles.

Comment faire un élément Peltier de vos propres mains

Un élément Peltier commun est une plaque assemblée à partir de pièces de divers métaux avec des connecteurs pour se connecter à un réseau. Une telle plaque fait passer un courant à travers elle-même, chauffant d'un côté (par exemple jusqu'à 380 degrés) et fonctionnant à partir du froid de l'autre.

L'élément Peltier est un transducteur thermoélectrique spécial qui fonctionne selon le principe du même nom pour fournir du courant électrique.

Un tel thermogénérateur a le principe inverse:

• Un côté peut être chauffé en brûlant du combustible (par exemple, un feu sur un bois ou une autre matière première);
• L'autre côté, au contraire, est refroidi par un échangeur de chaleur à liquide ou à air;
• Ainsi, du courant est généré sur les fils, qui peuvent être utilisés selon vos besoins.

Certes, les performances de l'appareil ne sont pas très bonnes et l'effet n'est pas impressionnant, mais néanmoins, un module fait maison aussi simple peut bien charger le téléphone ou connecter une lampe de poche LED.

Cet élément générateur a ses avantages:

• Travail silencieux;
• La capacité d'utiliser ce qui est à portée de main;
• Poids léger et portabilité.

Ces poêles artisanaux ont commencé à gagner en popularité parmi ceux qui aiment passer la nuit dans les bois près du feu, en utilisant les dons de la terre et qui ne sont pas opposés à l'électricité gratuite.

Le module Peltier est également utilisé pour refroidir les cartes informatiques: l'élément est connecté à la carte et dès que la température devient supérieure à la température admissible, il commence à refroidir les circuits. D'une part, un espace d'air froid pénètre dans l'appareil, d'autre part, un espace chaud. Le modèle 50X50X4mm (270w) est populaire. Vous pouvez acheter un tel appareil dans un magasin ou le fabriquer vous-même.

Soit dit en passant, connecter un stabilisateur à un tel élément vous permettra d'obtenir un excellent chargeur pour appareils électroménagers en sortie, et pas seulement un module thermique.

Pour fabriquer un élément Peltier à la maison, vous devez prendre:

• Conducteurs bimétalliques (environ 12 pièces ou plus);
• Deux assiettes en céramique;
• Câbles;
• Fer à souder.

Le schéma de fabrication est le suivant: les conducteurs sont soudés et placés entre les plaques, après quoi ils sont solidement fixés. Dans ce cas, vous devez vous souvenir des fils, qui seront ensuite attachés au convertisseur de courant.

La portée d'utilisation d'un tel élément est très diversifiée. Étant donné que l'un de ses côtés a tendance à refroidir, à l'aide de cet appareil, vous pouvez fabriquer un petit réfrigérateur de voyage ou, par exemple, un climatiseur automatique.

Mais, comme tout appareil, ce thermoélément a ses avantages et ses inconvénients. Les avantages comprennent:

• Format compact;
• La capacité de travailler avec des éléments de refroidissement ou de chauffage ensemble ou chacun séparément;
• Fonctionnement silencieux et pratiquement silencieux.

Moins:

• La nécessité de contrôler la différence de température;
• Consommation d'énergie élevée;
• Faible efficacité à un coût élevé.

Types de capteurs solaires - que sont-ils?

Les capteurs sont considérés comme des dispositifs capables d'absorber l'énergie solaire, de la transformer en chaleur, puis de l'envoyer vers un liquide de refroidissement.Un capteur solaire standard est fabriqué sous la forme d'un boîtier en plastique ou en métal, dans lequel des plaques de métal noir sont installées. Ces plaques peuvent être chauffées à une température spécifique.

En fonction de sa taille, les capteurs sont divisés en haute, moyenne et basse température. Il n'est pas réaliste de fabriquer des appareils à haute température à la maison. Ils sont créés à l'aide de technologies sophistiquées pour fonctionner dans de grandes installations industrielles. Les structures à moyenne température qui accumulent une quantité suffisante d'énergie solaire peuvent être utilisées pour chauffer les bâtiments résidentiels et celles à basse température pour chauffer l'eau. Il est tout à fait possible de fabriquer soi-même ces deux types de collectionneurs.

Les appareils qui nous intéressent sont répartis dans les types suivants:

• appartement;
• cumulatif;
• air;
• liquide.

Collecteur solaire sur le toit

Un collecteur plat est une structure en forme de boîte en métal avec une plaque pour absorber la lumière du soleil. Il est recouvert d'un couvercle en verre à faible teneur en fer, grâce auquel presque toute la lumière du soleil tombe sur la plaque de détection de chaleur. La structure est nécessairement isolée thermiquement. L'efficacité d'un tel collecteur est objectivement faible - environ 10%. Il peut être augmenté en appliquant un semi-conducteur spécial avec des caractéristiques amorphes sur la tranche. De tels appareils conviennent au chauffage de l'eau au quotidien.

Un collecteur à thermosiphon (stockage) est considéré comme plus efficace. Il est utilisé pour chauffer l'eau et maintenir la température à un niveau donné dans la pièce pendant un certain temps. Structurellement, il se présente sous la forme de 1 à 3 réservoirs installés dans une boîte avec isolation thermique. Comme un appareil plat, il est recouvert d'un couvercle en verre. En saison froide, il est difficile d'utiliser un tel collecteur. Mais en été, lorsque la lumière du soleil est très forte, elle peut être utilisée à la maison.

Les structures solaires liquides utilisent l'eau comme caloporteur. Ils sont réalisés avec un principe d'échange de chaleur ouvert ou fermé, ils peuvent être sans verre et vitrés. Le fonctionnement de ces appareils présente de nombreux inconvénients - ils fuient souvent et peuvent bien geler pendant les mois d'hiver. Les collecteurs d'air, qui sont le plus souvent utilisés pour sécher les fruits, les légumes et des volumes relativement faibles d'autres produits agricoles, sont dépourvus de ces problèmes. L'avion est structurellement simple, il est facile à entretenir, il jouit donc d'une popularité bien méritée.

Générateur maison simple

Malgré le fait que ces appareils ne sont pas populaires maintenant, 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, si la charge à 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'y a aucun moyen 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.

Thermocouple DIY: caractéristiques du processus

Qu'est-ce qu'un thermocouple? Un thermocouple est un circuit électrique composé de deux éléments différents avec un contact électrique.

Le thermoEMF d'un thermocouple avec une différence de température de 100 degrés sur ses bords est d'environ 1 mV. Pour le rendre plus haut, plusieurs thermocouples peuvent être connectés en série. Vous obtiendrez une thermopile dont le thermoEMF sera égal à la somme totale des EMF des thermocouples qui y sont inclus.

Le processus de fabrication du thermocouple est le suivant:

• Une forte connexion de deux matériaux différents est créée;
• Une source de tension (par exemple, une batterie de voiture) est prise et des fils de différents matériaux pré-torsadés en un faisceau sont connectés à une extrémité de celui-ci;
• À ce stade, vous devez apporter une mine connectée au graphite à l'autre extrémité (une tige de crayon ordinaire convient ici).

Au fait, il est très important pour la sécurité de ne pas travailler sous haute tension! L'indicateur maximum à cet égard est de 40 à 50 volts. Mais il vaut mieux commencer avec de petites puissances de 3 à 5 kW, en les augmentant progressivement.

Il existe également un moyen «à eau» de créer un thermocouple. Il consiste à assurer le chauffage des fils connectés de la future structure avec une décharge d'arc, qui apparaît entre eux et une forte solution d'eau et de sel. Dans le processus d'une telle interaction, les vapeurs «d'eau» maintiennent les matériaux ensemble, après quoi le thermocouple peut être considéré comme prêt. Dans ce cas, le diamètre avec lequel le produit est livré est important. Ça ne devrait pas être trop gros.

Électricité gratuite de vos propres mains (vidéo)

Obtenir de l'électricité gratuite n'est pas aussi difficile qu'il y paraît. Grâce à différents types de générateurs fonctionnant avec différentes sources, il n'est plus effrayant de se retrouver sans lumière lors d'une panne de courant. Un peu de compétence et vous avez déjà votre propre mini-station de production d'électricité prête.

Une centrale électrique au bois est l'un des moyens alternatifs de fournir de l'électricité aux consommateurs.

Un tel appareil est capable d'obtenir de l'électricité avec des coûts énergétiques minimes, même dans les endroits où il n'y a pas d'alimentation électrique du tout.

Une centrale électrique qui utilise du bois de chauffage peut être une excellente option pour les propriétaires de chalets d'été et de maisons de campagne.

Il existe également des versions miniatures qui conviennent aux amateurs de longues randonnées et de passer du temps dans la nature. Mais tout d'abord.

CONTENU (cliquez sur le bouton à droite):

Caractéristiques du

Une centrale électrique au bois est loin d'être une invention nouvelle, mais les technologies modernes ont permis d'améliorer quelque peu les dispositifs développés précédemment. De plus, plusieurs technologies différentes sont utilisées pour produire de l'électricité.

De plus, le concept «sur bois» est quelque peu imprécis, puisque tout combustible solide (bois, copeaux de bois, palettes, charbon, coke), en général, tout ce qui peut brûler, convient au fonctionnement d'une telle station.

Immédiatement, on constate que le bois de chauffage, ou plutôt le processus de leur combustion, n'agit que comme une source d'énergie qui assure le fonctionnement de l'appareil dans lequel l'électricité est produite.

Les principaux avantages de ces centrales sont:

• La capacité d'utiliser une grande variété de combustibles solides et leur disponibilité;
• Obtenir de l'électricité n'importe où;
• L'utilisation de différentes technologies permet de recevoir de l'électricité avec une grande variété de paramètres (suffisant uniquement pour une recharge régulière du téléphone et avant d'alimenter des équipements industriels);
• Il peut également servir d'alternative si les pannes de courant sont fréquentes, et aussi comme principale source d'électricité.

Version classique

Comme indiqué, une centrale électrique au bois utilise plusieurs technologies pour produire de l'électricité. Le classique parmi eux est l'énergie de la vapeur, ou simplement la machine à vapeur.

Tout est simple ici - le bois de chauffage ou tout autre combustible, brûlant, chauffe l'eau, à la suite de quoi il se transforme en état gazeux - vapeur.

La vapeur résultante est acheminée vers la turbine du groupe électrogène et, en faisant tourner le générateur, génère de l'électricité.

Étant donné que la machine à vapeur et le groupe électrogène sont connectés en un seul circuit fermé, après avoir traversé la turbine, la vapeur est refroidie, à nouveau introduite dans la chaudière, et l'ensemble du processus est répété.

Un tel agencement de centrale électrique est l'un des plus simples, mais il présente un certain nombre d'inconvénients importants, dont l'un est le risque d'explosion.

Après la transition de l'eau à l'état gazeux, la pression dans le circuit augmente considérablement et, si elle n'est pas régulée, il y a une forte probabilité de rupture du pipeline.

Et bien que les systèmes modernes utilisent tout un ensemble de soupapes de régulation de pression, le fonctionnement d'une machine à vapeur nécessite toujours une surveillance constante.

De plus, l'eau ordinaire utilisée dans ce moteur peut provoquer la formation de tartre sur les parois des tuyaux, ce qui diminue l'efficacité de la station (le tartre nuit au transfert de chaleur et réduit le débit des tuyaux).

Mais maintenant, ce problème est résolu en utilisant de l'eau distillée, des liquides, des impuretés purifiées qui précipitent ou des gaz spéciaux.

Mais d'un autre côté, cette centrale électrique peut remplir une autre fonction: chauffer la pièce.

Tout est simple ici - après avoir rempli sa fonction (rotation de la turbine), la vapeur doit être refroidie pour qu'elle revienne à l'état liquide, ce qui nécessite un système de refroidissement ou, simplement, un radiateur.

Et si nous plaçons ce radiateur à l'intérieur, nous obtiendrons à la fin non seulement de l'électricité d'une telle station, mais aussi de la chaleur.

Méthodes d'épargne

L'une des options ici est l'utilisation d'unités de commande automatisées pour le système de chauffage de la maison. Un tel équipement lui-même surveille la température extérieure et, en fonction de celui-ci, sélectionne le mode de fourniture de chaleur dans les appartements.

Les résidents de ces maisons ne sont plus confrontés à une situation où il fait déjà relativement chaud et que les batteries de l'appartement sont chaudes - il fait trop chaud dans la pièce et ils doivent ouvrir les fenêtres. Les résidents éprouvent de l'inconfort et doivent en même temps payer pour l'énergie thermique «supplémentaire».

Jusqu'à présent, seulement quatre pour cent des maisons ont un contrôle automatique du chauffage. Il permet aux propriétaires d'appartements d'économiser sur leurs factures de services publics sur une base mensuelle.

Générateurs thermoélectriques

Les centrales électriques avec des générateurs construits selon le principe Peltier sont une option assez intéressante.

Le physicien Peltier a découvert l'effet que lorsque l'électricité passe à travers des conducteurs constitués de deux matériaux différents, la chaleur est absorbée sur l'un des contacts et la chaleur est libérée sur le second.

De plus, cet effet est le contraire - si d'un côté le conducteur est chauffé et de l'autre refroidi, de l'électricité y sera générée.

C'est l'effet inverse qui est utilisé dans les centrales électriques au bois. Lorsqu'ils sont brûlés, ils chauffent la moitié de la plaque (il s'agit d'un générateur thermoélectrique), constituée de cubes en différents métaux, et la deuxième partie est refroidie (pour laquelle des échangeurs de chaleur sont utilisés), à la suite de quoi l'électricité apparaît sur les bornes de la plaque.

Générateurs de gaz

Le deuxième type est celui des générateurs de gaz. Un tel dispositif peut être utilisé dans plusieurs directions, notamment la production d'électricité.

Il convient de noter ici qu'un tel générateur lui-même n'a rien à voir avec l'électricité, car sa tâche principale est de générer du gaz combustible.

L'essence du fonctionnement d'un tel dispositif se résume au fait que dans le processus d'oxydation du combustible solide (combustion), des gaz sont émis, y compris des gaz combustibles - hydrogène, méthane, CO, qui peuvent être utilisés à diverses fins.

Par exemple, de tels générateurs étaient auparavant utilisés dans les voitures, où les moteurs à combustion interne conventionnels fonctionnaient parfaitement sur le gaz libéré.

En raison des tremblements constants du carburant, certains automobilistes et motocyclistes ont déjà commencé à installer ces appareils sur leurs voitures.

Autrement dit, pour obtenir une centrale électrique, il suffit d'avoir un générateur de gaz, un moteur à combustion interne et un générateur conventionnel.

Dans le premier élément, du gaz sera libéré, qui deviendra du carburant pour le moteur, et qui, à son tour, fera tourner le rotor du générateur afin d'obtenir de l'électricité en sortie.

Les avantages des centrales électriques au gaz comprennent:

• Fiabilité de la conception du générateur de gaz lui-même;
• Le gaz résultant peut être utilisé pour faire fonctionner un moteur à combustion interne (qui deviendra un entraînement pour un générateur électrique), une chaudière à gaz, un four;
• Selon le moteur à combustion interne et le générateur utilisés, l'électricité peut être obtenue même à des fins industrielles.

Le principal inconvénient du générateur de gaz est sa structure encombrante, car il doit comprendre une chaudière, où se déroulent tous les processus de production de gaz, son système de refroidissement et de purification.

Et si cet appareil doit être utilisé pour produire de l'électricité, la station devrait également inclure un moteur à combustion interne et un générateur électrique.

Qui est éligible à la subvention de chauffage?

L'abolition du principe de l'interfinancement en 2012, selon lequel les entreprises payaient principalement l'énergie thermique utilisée par la population, a entraîné une forte augmentation des tarifs de chauffage. Afin de lisser la hausse inévitable des dépenses des citoyens, il a été décidé de verser des subventions pour le chauffage. Leur taille dépend directement du revenu familial total. Plus il est bas, plus le montant de l'aide budgétaire est élevé. Le calcul du montant des subventions est effectué sur une base individuelle, en fonction des spécificités d'une situation particulière.

En règle générale, le degré de remboursement des frais de chauffage est calculé sur la base du coefficient appliqué, lui-même fixé en fonction du revenu familial par personne. Toutes les familles ne peuvent pas prétendre à une subvention pour la saison de chauffage. Pour ce faire, vous devez avoir un revenu moyen par habitant ne dépassant pas trente mille roubles. Les citoyens qui n'ont même pas dix mille roubles par personne reçoivent une compensation complète pour leurs coûts d'énergie thermique. Pour ceux qui se situent entre ces deux points et qui ont un revenu de dix à trente mille pour chaque membre de la famille, leurs propres coefficients sont fixés.

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 produites.

En voici quelques-uns:

• Indigirka poêle;
• Four touristique "BioLite CampStove";
• Centrale électrique "BioKIBOR";
• Centrale électrique "Eco" avec un 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.

Avantages de la récupération de chaleur bénéfique

L'utilisation d'un sous-produit d'équipement minier et informatique est une solution universelle pour la plupart des utilisateurs, et voici pourquoi:

• économiser sur les ressources énergétiques et garantir l'autonomie énergétique. La décentralisation et l'indépendance vis-à-vis des fournisseurs de chaleur monopolistiques réduiront les coûts, en particulier dans les régions à climat froid;
• pas besoin d'organiser les allées chaudes et froides, installer en plus des climatiseurs et d'autres équipements auxiliaires. La solution que nous proposons est un complexe tout-en-un qui se connecte à l'infrastructure existante;
• recevoir un revenu supplémentaire non seulement de l'exploitation minière, mais aussi grâce à une activité entrepreneuriale utilisant la chaleur produite ou de sa vente;
• intégration dans l'infrastructure existante. L'unification que nous avons appliquée et la facilité d'installation nous permettent de nous connecter aux installations existantes, et non de créer un nouveau complexe d'infrastructures;
• il n'y a pas d'impact négatif sur l'environnement sous forme de pollution thermique, d'apparition d'îlots de chaleur, d'inversion artificielle de température sur la source de chaleur. Il n'y a pas de microcirculation de l'atmosphère et pas de complication du mécanisme de transfert de pollution.

  

Stations maison

De plus, de nombreux artisans créent des stations artisanales (généralement basées sur un générateur de gaz), qui sont ensuite vendues.

Tout cela indique que vous pouvez créer indépendamment une centrale électrique à partir des outils disponibles et l'utiliser à vos propres fins.

Voyons ensuite comment vous pouvez fabriquer vous-même l'appareil.

Basé sur un générateur thermoélectrique.

La première option est une centrale électrique basée sur une plaque Peltier. Tout de suite, on constate qu'un appareil fait maison ne convient que pour charger un téléphone, une lampe de poche ou pour l'éclairage à l'aide de lampes LED.

Pour la fabrication, vous aurez besoin de:

• Corps en métal, qui jouera le rôle d'un four;
• Plaque Peltier (vendue séparément);
• Régulateur de tension avec sortie USB installée;
• Un échangeur de chaleur ou simplement un ventilateur pour assurer le refroidissement (vous pouvez prendre un refroidisseur d'ordinateur).

Faire une centrale électrique est très simple:

1. Nous fabriquons un poêle. Nous prenons une boîte en métal (par exemple, un boîtier d'ordinateur), nous la déplions pour que le four n'ait pas de fond. Nous faisons des trous dans les murs ci-dessous pour l'alimentation en air. En haut, vous pouvez installer une grille sur laquelle vous pouvez placer une bouilloire, etc.
2. Montez la plaque sur le mur du fond;
3. Montez le refroidisseur sur le dessus de la plaque;
4. Nous connectons un régulateur de tension aux bornes de la plaque, à partir de laquelle nous alimentons le refroidisseur, et tirons également des conclusions pour connecter les consommateurs.

Tout fonctionne simplement: nous allumons le bois, au fur et à mesure que la plaque se réchauffe, de l'électricité sera générée à ses bornes, qui seront fournies au régulateur de tension. Le refroidisseur démarrera et fonctionnera à partir de celui-ci, assurant le refroidissement de la plaque.

Il ne reste plus qu'à connecter les consommateurs et à surveiller le processus de combustion dans le poêle (jeter le bois de chauffage en temps opportun).

Basé sur un générateur de gaz.

La deuxième façon de faire une centrale électrique est de fabriquer un gazéificateur. Un tel appareil est beaucoup plus difficile à fabriquer, mais la production d'électricité est beaucoup plus élevée.

Pour le faire, vous aurez besoin de:

• Récipient cylindrique (par exemple, une bouteille de gaz démontée). Il jouera le rôle d'un poêle, par conséquent, des trappes doivent être prévues pour le chargement du combustible et le nettoyage des produits de combustion solides, ainsi qu'une alimentation en air (un ventilateur forcé sera nécessaire pour assurer un meilleur processus de combustion) et une sortie de gaz;
• Radiateur de refroidissement (peut être réalisé sous la forme d'une bobine), dans lequel le gaz sera refroidi;
• Capacité de création d'un filtre de type "Cyclone";
• Capacité de créer un filtre à gaz fin;
• Groupe électrogène à essence (mais vous pouvez simplement prendre n'importe quel moteur à essence, ainsi qu'un moteur électrique asynchrone 220V ordinaire).

Où la chaleur de l'équipement peut-elle être dirigée?

En utilisant l'unité BiXBiT, vous pouvez utiliser l'excès de chaleur pour les besoins suivants:

• chauffer l'air d'alimentation ou l'eau entrant dans la pièce, qui fait partie du système de chauffage (y compris le système de «plancher chauffant») ou d'alimentation en eau chaude d'un immeuble résidentiel;
• transition d'un milieu d'un état de phase à un autre, génération de vapeur. On parle, par exemple, de la transition de phase du mélange de travail pour assurer les cycles des moteurs thermiques ou des machines frigorifiques à compression de vapeur;
• chauffer l'agent de séchage;
• chauffage des matières premières technologiques;
• brassage (bouillie de moût);
• agriculture (complexes de serres, culture de plantes thermophiles, élevage d'animaux exotiques, etc.).

Voici trois exemples de mise en place de notre installation dans des conditions spécifiques.

Atelier industriel. Les productions de ce type reçoivent le plus souvent de l'électricité à des tarifs bon marché pour les entreprises. Il existe également des postes de transformation de secours, qui sont la plupart du temps inactifs. Les chambres sont chauffées aux combustibles fossiles ou à l'électricité.

L'emplacement de notre installation permettra une utilisation plus efficace de la ligne d'alimentation de secours, ainsi que d'économiser les ressources de l'entreprise sur le chauffage des locaux en se connectant au système de chauffage central.

Entrepôt, centre commercial, immeuble de bureaux. Ces types de locaux utilisent un tarif d'électricité moyen et disposent également d'une réserve de marche pour l'alimentation électrique. Les chambres sont chauffées aux combustibles fossiles ou à l'électricité.

Notre unité informatique fournit de la chaleur à la pièce par des conduits d'air ou est reliée à un système de chauffage central.

Serres. Les entreprises agricoles privées utilisent des tarifs bon marché ou de l'électricité provenant de panneaux solaires. Les serres sont également chauffées principalement à l'électricité.

L'électricité pour le chauffage est acheminée vers l'alimentation électrique de notre installation, qui génère la chaleur nécessaire pour maintenir une température élevée. L'installation fonctionne 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 et, par conséquent, les plantes (animaux) reçoivent de manière stable l'alimentation requise en énergie thermique.

Avantages et inconvénients d'une centrale électrique au bois

Une centrale électrique au bois, c'est:

• Disponibilité du carburant;
• La possibilité d'obtenir de l'électricité n'importe où;
• Les paramètres de l'électricité reçue sont très différents;
• Vous pouvez fabriquer vous-même l'appareil.
• Parmi les lacunes, on note:
• Pas toujours à haut rendement;
• L'encombrement de la structure;
• Dans certains cas, la production d'électricité n'est qu'un effet secondaire;
• Pour produire de l'électricité à usage industriel, une grande quantité de combustible doit être brûlée.

En général, la fabrication et l'utilisation de centrales électriques à combustible solide est une option qui mérite l'attention, et elle peut devenir non seulement une alternative aux réseaux électriques, mais aussi aider dans des endroits éloignés de la civilisation.

En bref sur le principe d'action

Pour qu'à l'avenir vous compreniez pourquoi certaines pièces sont nécessaires lors de l'assemblage d'un générateur thermoélectrique fait maison, parlons d'abord du dispositif de l'élément Peltier et de son fonctionnement. Ce module se compose de thermocouples connectés en série entre des plaques en céramique, comme le montre l'image ci-dessous.

Lorsqu'un courant électrique traverse un tel circuit, le soi-disant effet Peltier se produit: un côté du module chauffe et l'autre se refroidit. Pourquoi en avons-nous besoin? Tout est très simple, si vous agissez dans l'ordre inverse: chauffez un côté de la plaque et refroidissez l'autre, respectivement, vous pouvez générer de l'électricité de basse tension et de courant. Nous espérons qu'à ce stade, tout est clair, nous nous tournons donc vers des classes de maître qui montreront clairement quoi et comment fabriquer un générateur thermoélectrique de nos propres mains.