Da biste dobili električnu energiju, morate pronaći potencijalnu razliku i provodnika Ljudi su uvijek pokušavali uštedjeti novac, a u eri neprestano rastućih računa za komunalne usluge to uopće nije iznenađujuće. Danas već postoje načini na koje osoba može besplatno dobiti električnu energiju za sebe. U pravilu su to određene "uradi sam" instalacije koje se temelje na električnom generatoru.
Termoelektrični generator i njegov uređaj
Termoelektrični generator je uređaj koji generira električnu energiju iz topline. Izvrstan je izvor električne energije za paru, iako s niskom učinkovitošću.
Kao uređaj za izravnu pretvorbu topline u električnu energiju koriste se termoelektrični generatori koji koriste princip rada konvencionalnih termoparova
U osnovi, termoelektričnost je izravna pretvorba topline u električnu u tekućim ili čvrstim vodičima, a zatim obrnuti postupak zagrijavanja i hlađenja kontakta različitih vodiča pomoću električne struje.
Uređaj za stvaranje topline:
- Generator topline ima dva poluvodiča, od kojih se svaki sastoji od određenog broja elektrona;
- Oni su također međusobno povezani vodičem, iznad kojeg se nalazi sloj sposoban provoditi toplinu;
- Za prijenos kontakata na njega je također pričvršćen termionski vodič;
- Slijedi rashladni sloj, a slijedi poluvodič, čiji kontakti vode do vodiča.
Nažalost, generator topline i energije nije uvijek u stanju raditi s velikim kapacitetima, stoga se koristi uglavnom u svakodnevnom životu, a ne u proizvodnji.
Danas se termoelektrični pretvarač gotovo nikada nigdje ne koristi. "Traži" puno resursa, zauzima i prostor, ali napon i struja koje on može generirati i pretvoriti su vrlo mali, što je krajnje neisplativo.
Pretvaranje topline u svjetlost, a zatim u električnu energiju
14.11.2019 924
"Termalni fotoni su fotoni koje emitira vruće tijelo." “Ako s infracrvenom kamerom pogledate nešto vruće, možete vidjeti da svijetli. Kamera prikazuje ove termički pobuđene fotone. "
Izum je hiperbolički odašiljač topline sposoban apsorbirati intenzivnu toplinu koja bi inače izlazila u okoliš, komprimirajući je u usku širinu pojasa i emitirajući je kao svjetlost za daljnju pretvorbu u električnu energiju.
Ovo otkriće služi kao nastavak drugog istraživanjeprovedeno na Brown School of Technology na Sveučilištu Rice davne 2020. godine, kada je pronađena jednostavna metoda za stvaranje visoko poravnanih, pločastih filmova od čvrsto zbijenih ugljičnih nanocijevi.
Otpadna toplina
Rasprave su dovele do odluke hoće li se ti filmovi koristiti za usmjeravanje "toplinskih fotona".
"Termalni fotoni su fotoni koje emitira vruće tijelo." “Ako s infracrvenom kamerom pogledate nešto vruće, možete vidjeti da svijetli. Kamera prikazuje ove termički pobuđene fotone. "
Infracrveno zračenje - Ovo je komponenta sunčeve svjetlosti koja isporučuje toplinu planetu, ali ovo je samo mali dio cjelokupnog elektromagnetskog spektra.
"Bilo koja vruća površina emitira svjetlost u obliku toplinskog zračenja."“Problem je što je toplinsko zračenje širokopojasno, a pretvorba svjetlosti u električnu energiju učinkovita je samo ako je zračenje u uskom pojasu. Izazov je bio stisnuti širokopojasne fotone u uski pojas. "
Filmovi od nanocijevi omogućili su izolaciju srednje infracrvenih fotona koji bi inače bili potrošeni. To može motivirati široku upotrebu otpadne topline, koja čini oko 20% sve industrijske potrošnje energije.
Ugljične nanocijevi mogu prenositi toplinu
"Najučinkovitiji način pretvaranja topline u električnu energiju trenutno je korištenje turbina i pare ili neke druge tekućine za njihovo napajanje." “Oni mogu postići gotovo 50 posto učinkovitosti pretvorbe. Mnogo onoga što je danas poznato ne može se približiti takvoj učinkovitosti, ali te je sustave teško implementirati. "
Poravnate ugljikove nanocijevi ostaju toplinski stabilne do 1600 ° C i pokazuju ekstremnu anizotropiju: provodnu u jednom smjeru i izolirajuću u druge dvije - učinak zvan hiperbolička disperzija. Termalni fotoni mogu se sudariti s filmom, dolazeći iz bilo kojeg smjera, ali odlaze tek nakon jednog.
Ova ekstremna anizotropija rezultira izuzetno velikom gustoćom fotona u srednjem infracrvenom zračenju, što se očituje kao snažne rezonancije u dubinskim šupljinama veličine subvalnih duljina.
"Umjesto da iz topline prijeđemo izravno na električnu energiju, put ide prvo od topline do svjetlosti, a tek onda do električne energije." "Na prvi pogled čini se da bi dva koraka bila učinkovitija od tri, ali u ovom slučaju nisu."
Dodavanje emitera standardnim solarnim ćelijama može povećati njihovu učinkovitost sa trenutnog vrhunca od oko 22% do 80%. "Komprimiranjem sve otpadne toplinske energije u malo spektralno područje može se vrlo učinkovito pretvoriti u električnu energiju." Uz to, nanofotonski emiteri topline s velikom gustoćom fotona mogu značajno poboljšati učinkovitost hlađenja zračenjem i oporabu otpadne topline.
Možete saznati više o tehnologiji čitati Za više informacija pogledajte ACS Photonics.
Izvor: Sveučilište Rice
Solarni toplinski generator električne energije i radio valova
Izvori električne energije mogu biti vrlo različiti. Danas je proizvodnja solarnih termoelektričnih generatora počela stjecati popularnost. Takve se instalacije mogu koristiti u svjetionicima, u svemiru, automobilima, kao i u drugim područjima života.
Solarni toplinski generatori izvrstan su način uštede energije
RTG (skraćenica od radionuklidnog termoelektričnog generatora) djeluje pretvarajući izotopsku energiju u električnu. Ovo je vrlo ekonomičan način za dobivanje gotovo besplatne električne energije i mogućnosti osvjetljenja u nedostatku električne energije.
Značajke RTG-a:
- Lakše je dobiti izvor energije iz raspada izotopa nego, na primjer, učiniti to zagrijavanjem plamenika ili petrolejske lampe;
- Proizvodnja električne energije i raspadanje čestica mogući su u prisutnosti posebnih izotopa, jer proces njihovog raspadanja može trajati desetljećima.
Korištenjem takve instalacije morate shvatiti da pri radu sa starim modelima opreme postoji rizik od primanja doze zračenja i vrlo je teško zbrinuti takav uređaj. Ako se pravilno ne uništi, može djelovati kao zračna bomba.
Odabirom proizvođača instalacije, bolje je ostati u tvrtkama koje su se već dokazale. Kao što su Global, Altec (Altec), TGM (Tgm), Cryotherm, Termiona.
Inače, još jedan dobar način za besplatno dobivanje električne energije je generator za sakupljanje radio valova.Sastoji se od parova filmskih i elektrolitskih kondenzatora, kao i dioda male snage. Izolirani kabel oko 10-20 metara uzima se kao antena, a druga žica za uzemljenje je pričvršćena na cijev za vodu ili plin.
Ruski su znanstvenici toplinu dobili od hladnoće
Znanstvenici s Instituta za katalizu SB RAS smislili su kako dobiti toplinu iz hladnoće, koja se može koristiti za grijanje u surovim klimatskim uvjetima. Da bi to učinili, oni predlažu upijanje para metanola poroznim materijalom pri niskim temperaturama. Prvi rezultati studije koju je podržao dodijeliti
Ruska zaklada za znanost (RSF), bile su
Objavljeno
u časopisu Primijenjeno toplinsko inženjerstvo. Kemičari su predložili ciklus nazvan "Toplina od hladnoće" ("TepHol"). Znanstvenici pretvaraju toplinu pomoću procesa adsorpcije metanola u porozni materijal. Adsorpcija je postupak apsorpcije tvari iz otopine ili smjese plina drugom tvari (adsorbentom) koja se koristi za odvajanje i pročišćavanje tvari. Apsorbirana tvar naziva se adsorbat.
"Ideja je bila prvo teoretski predvidjeti koji bi trebao biti optimalni adsorbent, a zatim sintetizirati stvarni materijal sa svojstvima bliskim idealnim", komentirao je jedan od autora studije, doktor kemije Yuri Aristov. - Radna tvar su pare metanola i obično se adsorbiraju aktivnim ugljenom. Prvo smo uzeli komercijalno dostupni aktivni ugljen i koristili ih. Ispostavilo se da većina njih "ne radi" jako dobro, pa smo odlučili sami sintetizirati nove metanolske adsorbense, specijalizirane za TepHol ciklus. To su dvokomponentni materijali: imaju poroznu matricu, relativno inertnu komponentu, a aktivna komponenta je sol koja dobro apsorbira metanol ”.
Tada su znanstvenici proveli termodinamičku analizu TepHol ciklusa koja daje približnu ideju o tijeku procesa transformacije i odredili optimalne uvjete za provedbu adsorpcije. Znanstvenici su bili suočeni sa zadatkom da otkriju može li novi termodinamički ciklus pružiti dovoljnu učinkovitost i snagu za proizvodnju topline. Da bi se odgovorilo na ovo pitanje, dizajniran je laboratorijski prototip instalacije TepHol s jednim adsorberom, isparivačem i kriostatima koji simuliraju hladni zrak i vodu koja se ne smrzava. Adsorbent je smješten u poseban veliki površinski izmjenjivač topline izrađen od aluminija. Ova instalacija omogućuje proizvodnju topline u isprekidanom načinu: oslobađa se kada adsorbent upije metanol, a zatim treba vremena da se regenerira. Zbog toga se smanjuje tlak metanola nad adsorbentom, što olakšava niska temperatura okoline. Ispitivanja prototipa TepHol provedena su u laboratorijskim uvjetima, gdje su simulirani temperaturni uvjeti sibirske zime i eksperiment je uspješno završen.
„Korištenje dva prirodna termostata (skladište topline) zimi, na primjer okolišni zrak (T = -20 - -40 ° C) i voda koja ne smrzava iz rijeke, jezera, mora ili podzemne vode (T = 0 - 20 ° C) , s temperaturnom razlikom 30-60 ° C, toplina se može dobiti za grijanje kuća. Štoviše, što je vani hladnije, lakše se dobiva korisna toplina ”, rekao je Jurij Aristov.
Do danas su znanstvenici sintetizirali četiri nova sorbenta koja su u fazi ispitivanja. Prema autorima, prvi rezultati ovih ispitivanja vrlo su ohrabrujući.
„Predložena metoda omogućuje vam dobivanje topline izravno na lokaciji u regijama s hladnim zimama (sjeveroistočna Rusija, sjeverna Europa, Sjedinjene Države i Kanada, kao i Arktik), što može značajno ubrzati njihov društveno-ekonomski razvoj.Korištenje čak i male količine topline okoliša s niskim temperaturama može dovesti do promjene u strukturi suvremene energije, smanjiti ovisnost društva o fosilnim gorivima i poboljšati ekologiju našeg planeta ”, zaključio je Aristov.
U budućnosti razvoj ruskih znanstvenika može biti koristan za racionalnu uporabu niskotemperaturnog termičkog otpada iz industrije (na primjer, rashladne vode koju ispuštaju termoelektrane i plinova koji su nusproizvod kemikalija i nafte rafinerije industrije), prijevoza i stanovanja i komunalnih usluga, kao i obnovljive toplinske energije, posebno u regijama Zemlje s oštrim klimatskim uvjetima.
Kako izraditi Peltierov element vlastitim rukama
Uobičajeni Peltierov element je ploča sastavljena od dijelova raznih metala s konektorima za spajanje na mrežu. Takva ploča prolazi kroz sebe struju, zagrijavajući se s jedne strane (na primjer do 380 stupnjeva) i radeći od hladnoće s druge strane.
Peltierov element je specijalni termoelektrični pretvarač koji radi prema istoimenom principu za opskrbu električnom strujom.
Takav termogenerator ima suprotan princip:
- Jedna se strana može zagrijati izgaranjem goriva (na primjer, vatra na drvu ili nekoj drugoj sirovini);
- Druga se strana, naprotiv, hladi izmjenjivačem tekućine ili zraka;
- Dakle, na žicama se stvara struja koja se može koristiti prema vašim potrebama.
Istina, performanse uređaja nisu baš sjajne, a učinak nije impresivan, ali, unatoč tome, takav jednostavan modul domaće izrade može sasvim napuniti telefon ili spojiti LED svjetiljku.
Ovaj generator ima svoje prednosti:
- Tihi rad;
- Sposobnost korištenja onoga što je nadohvat ruke;
- Mala težina i prenosivost.
Takve domaće peći počele su stjecati popularnost među onima koji vole provesti noć u šumi kraj vatre, koristeći darove zemlje i koji nisu neskloni besplatnoj električnoj energiji.
Peltier modul koristi se i za hlađenje računalnih ploča: element je povezan s pločom i čim temperatura postane viša od dopuštene, počinje hladiti krugove. S jedne strane, prostor s hladnim zrakom ulazi u uređaj, s druge, vrući. Popularan je model 50X50X4mm (270w). Takav uređaj možete kupiti u trgovini ili ga sami izraditi.
Usput, povezivanje stabilizatora s takvim elementom omogućit će vam da na izlazu dobijete izvrsni punjač za kućanske aparate, a ne samo toplinski modul.
Da biste napravili Peltierov element kod kuće, morate uzeti:
- Bimetalni vodiči (oko 12 komada ili više);
- Dvije keramičke ploče;
- Kabeli;
- Lemilica.
Shema proizvodnje je sljedeća: vodiči su zalemljeni i postavljeni između ploča, nakon čega su čvrsto učvršćeni. U tom slučaju morate se sjetiti žica, koje će se zatim pričvrstiti na trenutni pretvarač.
Opseg upotrebe takvog elementa vrlo je raznolik. Budući da se jedna od njegovih strana nastoji hladiti, uz pomoć ovog uređaja možete napraviti putujući mali hladnjak ili, na primjer, automatski klima-uređaj.
Ali, kao i svaki uređaj, i ovaj termoelement ima svoje prednosti i nedostatke. Plusevi uključuju:
- Kompaktna veličina;
- Sposobnost rada s elementima za hlađenje ili grijanje zajedno ili svaki zasebno;
- Tihi, gotovo tihi rad.
Minusi:
- Potreba za kontrolom temperaturne razlike;
- Velika potrošnja energije;
- Niska razina učinkovitosti uz visoku cijenu.
Vrste solarnih kolektora - što su to?
Pod kolektorima se podrazumijevaju uređaji koji su sposobni apsorbirati sunčevu energiju, modificirati je u toplinu i zatim poslati u rashladnu tekućinu.Standardni solarni kolektor izrađen je u obliku plastičnog ili metalnog kućišta, u koje su ugrađene crne metalne ploče. Te se ploče mogu zagrijati na određenu temperaturu.
Ovisno o svojoj veličini, kolektori se dijele na visoke, srednje i niske temperature. Nerealno je napraviti uređaje s visokom temperaturom kod kuće. Stvoreni su pomoću sofisticirane tehnologije za rad u velikim industrijskim pogonima. Strukture srednje temperature koje akumuliraju dovoljnu količinu sunčeve energije mogu se koristiti za grijanje stambenih zgrada, a niskotemperaturne za grijanje vode. Sasvim je moguće sami izraditi ove dvije vrste kolektora.
Uređaji koji nas zanimaju podijeljeni su u sljedeće vrste:
- ravan;
- akumulativni;
- zrak;
- tekućina.
Solarni kolektor na krovu
Ravni kolektor je struktura nalik kutiji izrađena od metala s pločom za upijanje svjetlosti sa Sunca. Pokriven je staklenim poklopcem s malim udjelom željeza, zbog čega gotovo sva sunčeva svjetlost pada na ploču osjetnika topline. Struktura je nužno toplinski izolirana. Učinkovitost takvog kolektora objektivno je mala - oko 10%. Može se povećati primjenom posebnog poluvodiča s amorfnim karakteristikama na oblatnu. Takvi su uređaji prikladni za grijanje vode u svakodnevnom životu.
Kolektor termosifona (za pohranu) smatra se učinkovitijim. Koristi se za zagrijavanje vode i neko vrijeme održavanje temperature na zadanoj razini u sobi. Strukturno je izrađen u obliku 1-3 spremnika ugrađenih u kutiju s toplinskom izolacijom. Poput ravnog uređaja, prekriven je staklenim poklopcem. U hladnoj sezoni teško je koristiti takav kolektor. Ali ljeti, kada je sunčeva svjetlost vrlo jaka, može se koristiti kod kuće.
Tekuće solarne strukture koriste vodu kao nosač topline. Izrađene su s otvorenim ili zatvorenim principom izmjene topline, mogu biti bez stakla i ostakljene. Rad takvih uređaja opterećen je neugodnostima - oni često propuštaju i tijekom zimskih mjeseci mogu se smrznuti. Zbirci zraka, koji se najčešće koriste za sušenje voća, povrća i relativno male količine ostalih poljoprivrednih proizvoda, lišeni su ovih problema. Zrakoplov je strukturno jednostavan, jednostavan je za održavanje, stoga uživa zasluženu popularnost.
Jednostavan domaći generator
Unatoč činjenici da ovi uređaji sada nisu popularni, trenutno nema ništa praktičnije od termogeneratorske jedinice koja je u stanju zamijeniti električni štednjak, rasvjetnu lampu na putovanju ili pomoći ako se punjenje puni. da se mobilni telefon pokvari, da se uključi električni podizač prozora. Takva struja pomoći će i kod kuće u slučaju nestanka struje. Može se dobiti besplatno, moglo bi se reći, za loptu.
Dakle, da biste napravili termoelektrični generator, morate pripremiti:
- Regulator napona;
- Lemilica;
- Itko;
- Radijatori za hlađenje;
- Termalna pasta;
- Peltierovi grijaći elementi.
Sastavljanje uređaja:
- Prvo je napravljeno tijelo uređaja, koje bi trebalo biti bez dna, s otvorima na dnu za zrak i na vrhu s postoljem za spremnik (iako to nije potrebno, jer generator možda neće raditi na vodi) ;
- Dalje, na tijelo je pričvršćen Peltierov element, a hladni radijator pričvršćen je na hladnu stranu pomoću termalne paste;
- Zatim trebate lemiti stabilizator i Peltierov modul, prema njihovim polovima;
- Stabilizator bi trebao biti vrlo dobro izoliran kako vlaga ne bi tamo dospjela;
- Ostaje provjeriti njegov rad.
Usput, ako ne postoji način da nabavite radijator, umjesto njega možete koristiti računalni hladnjak ili automobilski generator. Od takve zamjene neće se dogoditi ništa strašno.
Stabilizator se može kupiti s diodnim indikatorom koji će dati svjetlosni signal kad napon dosegne zadanu vrijednost.
Uradi sam termoelement: značajke procesa
Što je termoelement? Termoelement je električni krug koji se sastoji od dva različita elementa s električnim kontaktom.
TermoEMF termoelementa s temperaturnom razlikom od 100 stupnjeva na rubovima iznosi oko 1 mV. Da bi bilo veće, nekoliko termoparova može se povezati u seriju. Dobit ćete termopilu čiji će termoEMF biti jednak ukupnom zbroju EMF-a termoparova koji su u njoj uključeni.
Postupak proizvodnje termoelementa je sljedeći:
- Stvara se čvrsta veza dva različita materijala;
- Uzima se izvor napona (na primjer, automobilska baterija) i na jedan kraj spajaju se žice od različitih materijala prethodno uvijenih u snop;
- U ovom trenutku na drugi kraj morate donijeti olovo spojeno na grafit (ovdje je prikladna redovita olovka).
Inače, za sigurnost je vrlo važno ne raditi pod visokim naponom! Maksimalni pokazatelj u tom pogledu je 40-50 V. Ali bolje je započeti s malim snagama od 3 do 5 kW, postupno ih povećavajući.
Postoji i "vodeni" način stvaranja termoelementa. Sastoji se u osiguravanju zagrijavanja povezanih žica buduće strukture s lučnim pražnjenjem, koje se pojavljuje između njih i jake otopine vode i soli. U procesu takve interakcije, "vodene" pare drže materijale na okupu, nakon čega se termoelement može smatrati spremnim. U ovom je slučaju važno s kojim promjerom je proizvod u paketu. Ne bi trebao biti prevelik.
Besplatna struja vlastitim rukama (video)
Dobivanje besplatne električne energije nije toliko nezgodno koliko zvuči. Zahvaljujući različitim vrstama generatora koji rade s različitim izvorima, više nije zastrašujuće ostati bez svjetla tijekom nestanka struje. Malo vještine i već imate spremnu vlastitu mini stanicu za proizvodnju električne energije.
Elektrana na drva jedan je od alternativnih načina opskrbe potrošača električnom energijom.
Takav je uređaj sposoban dobivati električnu energiju s minimalnim troškovima energije, čak i na onim mjestima gdje uopće nema napajanja.
Elektrana koja koristi ogrjev može biti izvrsna opcija za vlasnike ljetnih vikendica i seoskih kuća.
Postoje i minijaturne verzije koje su prikladne za ljubitelje dugih šetnji i provođenja vremena u prirodi. Ali prvo najprije.
SADRŽAJ (kliknite gumb s desne strane):
Značajke
Elektrana na drva daleko je od novog izuma, ali moderne tehnologije omogućile su ponešto poboljšanje uređaja razvijenih ranije. Štoviše, nekoliko različitih tehnologija koristi se za proizvodnju električne energije.
Osim toga, koncept "na drvu" pomalo je netočan, jer je svako kruto gorivo (drvo, drvna sječka, palete, ugljen, koksa), općenito, sve što može izgorjeti, prikladno za rad takve stanice.
Odmah primjećujemo da ogrjevno drvo, odnosno postupak njihova izgaranja, djeluje samo kao izvor energije koji osigurava funkcioniranje uređaja u kojem se stvara električna energija.
Glavne prednosti takvih elektrana su:
- Sposobnost korištenja širokog spektra krutih goriva i njihova dostupnost;
- Dobivanje električne energije bilo gdje;
- Korištenje različitih tehnologija omogućuje vam primanje električne energije sa širokim izborom parametara (dovoljno samo za redovito punjenje telefona i prije napajanja industrijske opreme);
- Također može djelovati kao alternativa ako su nestanci električne energije česti, a također i kao glavni izvor električne energije.
Klasična verzija
Kao što je napomenuto, elektrana na drva koristi nekoliko tehnologija za proizvodnju električne energije. Klasična među njima je energija pare ili jednostavno parnog stroja.
Ovdje je sve jednostavno - ogrjev ili bilo koje drugo gorivo, gori, zagrijava vodu, uslijed čega ona prelazi u plinovito stanje - paru.
Rezultirajuća para dovodi se u turbinu agregata, a okretanjem generatora generira se električna energija.
Budući da su parni stroj i agregat povezani u jedan zatvoreni krug, nakon prolaska kroz turbinu, para se hladi, ponovno dovodi u kotao i cijeli postupak se ponavlja.
Takav raspored elektrane jedan je od najjednostavnijih, ali ima niz značajnih nedostataka, od kojih je jedan opasnost od eksplozije.
Nakon prijelaza vode u plinovito stanje, tlak u krugu se značajno povećava, a ako nije reguliran, postoji velika vjerojatnost puknuća cjevovoda.
I premda moderni sustavi koriste čitav niz ventila za regulaciju tlaka, rad parnog stroja i dalje zahtijeva stalno praćenje.
Osim toga, uobičajena voda koja se koristi u ovom motoru može uzrokovati stvaranje kamenca na zidovima cijevi, što smanjuje učinkovitost stanice (kamenac smanjuje prijenos topline i smanjuje propusnost cijevi).
Ali sada se taj problem rješava uporabom destilirane vode, tekućina, pročišćenih nečistoća koje talože ili posebnih plinova.
Ali s druge strane, ova elektrana može obavljati i drugu funkciju - zagrijavanje prostorije.
Ovdje je sve jednostavno - nakon što ispuni svoju funkciju (rotacija turbine), para se mora ohladiti kako bi ponovno prešla u tekuće stanje, za što je potreban sustav hlađenja ili, jednostavno, radijator.
A ako ovaj radijator postavimo u zatvoreni prostor, na kraju ćemo iz takve stanice dobiti ne samo električnu energiju, već i toplinu.
Metode štednje
Jedna od opcija ovdje je uporaba automatiziranih upravljačkih jedinica za sustav grijanja u kući. Takva oprema sama prati temperaturu vani i, ovisno o tome, odabire način opskrbe toplinom u stanovima.
Stanovnici takvih kuća više se ne susreću sa situacijom kada je već relativno toplo, a baterije u stanu su vruće - u sobi postaje prevruće i moraju otvoriti prozore. Stanovnici doživljavaju nelagodu, a istodobno moraju platiti "dodatnu" toplinsku energiju.
Do sada samo četiri posto domova ima automatsku kontrolu grijanja. Vlasnicima stanova omogućuje mjesečnu uštedu na komunalnim računima.
Termoelektrični generatori
Elektrane s generatorima izgrađenim po Peltierovom principu prilično su zanimljiva opcija.
Fizičar Peltier otkrio je učinak da se pri prolasku električne energije kroz vodiče koji se sastoje od dva različita materijala, toplina apsorbira na jednom od kontakata, a toplina oslobađa na drugom.
Štoviše, ovaj je učinak suprotan - ako se s jedne strane vodič zagrije, a s druge - ohladi, tada će se u njemu generirati električna energija.
Suprotan je učinak koji se koristi u elektranama na drva. Izgaranjem zagrijavaju polovicu ploče (to je termoelektrični generator), koja se sastoji od kockica izrađenih od različitih metala, a drugi dio se hladi (za što se koriste izmjenjivači topline), što rezultira električnom energijom pojavljuje se na stezaljkama pločice.
Generatori plina
Druga vrsta su plinski generatori. Takav se uređaj može koristiti u nekoliko pravaca, uključujući proizvodnju električne energije.
Ovdje je vrijedno napomenuti da takav generator sam nema nikakve veze s električnom energijom, jer je njegova glavna zadaća generiranje zapaljivog plina.
Bit rada takvog uređaja svodi se na činjenicu da se u procesu oksidacije (izgaranja) krutog goriva emitiraju plinovi, uključujući zapaljive plinove - vodik, metan, CO, koji se mogu koristiti u razne svrhe.
Na primjer, takvi su se generatori ranije koristili u automobilima, gdje su konvencionalni motori s unutarnjim izgaranjem savršeno radili na ispuštenom plinu.
Zbog stalnog podrhtavanja goriva, neki vozači i motociklisti već su počeli instalirati ove uređaje na svoje automobile.
Odnosno, za dobivanje elektrane dovoljno je imati generator plina, motor s unutarnjim izgaranjem i konvencionalni generator.
U prvom će se elementu osloboditi plin koji će postati gorivo za motor, a koji će zauzvrat okretati rotor generatora kako bi dobio električnu energiju na izlazu.
Prednosti elektrana na plin uključuju:
- Pouzdanost dizajna samog generatora plina;
- Rezultirajući plin može se koristiti za pogon motora s unutarnjim izgaranjem (koji će postati pogon za električni generator), plinskog kotla, peći;
- Ovisno o korištenom motoru s unutarnjim izgaranjem i generatoru, električna energija se može dobiti čak i u industrijske svrhe.
Glavni nedostatak generatora plina je glomazna struktura, jer mora sadržavati kotao, u kojem se odvijaju svi procesi za proizvodnju plina, njegov sustav hlađenja i pročišćavanja.
A ako se ovaj uređaj koristi za proizvodnju električne energije, stanica bi osim toga trebala sadržavati i motor s unutarnjim izgaranjem i električni generator.
Tko ima pravo na subvenciju za grijanje?
Ukidanje načela unakrsnog subvencioniranja još 2012. godine, prema kojem su poduzeća uglavnom plaćala toplinsku energiju koju koristi stanovništvo, izazvalo je nagli porast cijena grijanja. Kako bi se izravnao neizbježni skok troškova građana, odlučeno je platiti subvencije za grijanje. Njihova veličina izravno ovisi o ukupnom obiteljskom prihodu. Što je manji, veći je iznos pomoći iz proračuna. Izračun iznosa subvencija provodi se na pojedinačnoj osnovi, ovisno o specifičnostima određene situacije.
Općenito se stupanj naknade troškova grijanja izračunava na temelju primijenjenog koeficijenta, koji se pak postavlja ovisno o prihodu obitelji po osobi. Ne može svaka obitelj tvrditi da ispunjava uvjete za subvenciju za grijnu sezonu. Da biste to učinili, trebali biste imati prosječni prihod po glavi stanovnika ne veći od trideset tisuća rubalja. Oni građani koji nemaju ni deset tisuća rubalja po osobi dobivaju punu naknadu za troškove toplinske energije. Za one koji se nalaze između ove dvije točke i imaju prihod od deset do trideset tisuća po svakom članu obitelji, postavljaju se vlastiti koeficijenti.
Predstavnici montažnih elektrana
Imajte na umu da su ove opcije - termoelektrični generator i generator plina sada prioriteti, stoga se proizvode gotove stanice za upotrebu, kako domaće, tako i industrijske.
Ispod je nekoliko njih:
- Štednjak Indigirka;
- Turistička pećnica "BioLite CampStove";
- Elektrana "BioKIBOR";
- Elektrana "Eco" s plinskim generatorom "Cube".
Obična kućanska peć na kruta goriva (izrađena prema tipu peći "Burzhayka"), opremljena termoelektričnim generatorom Peltier.
Savršeno za ljetne vikendice i male kućice, jer je dovoljno kompaktna i može se prevoziti u automobilu.
Glavna energija tijekom izgaranja drva za ogrjev koristi se za grijanje, ali istodobno postojeći generator omogućuje i dobivanje električne energije s naponom od 12 V i snagom od 60 W.
Pećnica "BioLite CampStove".
Također koristi Peltierov princip, ali je još kompaktniji (težina je samo 1 kg), što vam omogućuje da ga ponesete na planinarske izlete, ali količina energije koju generira još je manja, ali bit će dovoljna da napunite baterijsku svjetiljku ili telefon.
Također se koristi termoelektrični generator, ali ovo je već industrijska inačica.
Proizvođač na zahtjev može proizvesti uređaj koji daje izlaz električne energije snage od 5 kW do 1 MW. Ali to utječe na veličinu stanice, kao i na količinu potrošenog goriva.
Na primjer, instalacija koja proizvodi 100 kW troši 200 kg drva za ogrjev na sat.
Ali Eko elektrana je generator plina. Njegov dizajn koristi plinski generator "Cube", benzinski motor s unutarnjim izgaranjem i električni generator snage 15 kW.
Uz gotova industrijska rješenja, možete zasebno kupiti iste Peltierove termoelektrične generatore, ali bez štednjaka, i koristiti ih s bilo kojim izvorom topline.
Prednosti korisnog povrata topline
Korištenje nusproizvoda iz rudarske i računalne opreme univerzalno je rješenje za većinu korisnika, i evo zašto:
- ušteda na energetskim resursima i osiguravanje energetske autonomije. Decentralizacija i neovisnost od monopolskih dobavljača topline smanjit će troškove, posebno u regijama s hladnom klimom;
- nema potrebe za organiziranjem toplih i hladnih prolaza, dodatno instalirajte klima uređaje i ostalu pomoćnu opremu. Rješenje koje nudimo je cjeloviti kompleks koji se povezuje sa postojećom infrastrukturom;
- primanje dodatnog prihoda ne samo od rudarstva, već i kroz poduzetničku aktivnost korištenjem proizvedene topline ili od njene prodaje;
- integracija u postojeću infrastrukturu. Objedinjavanje koje smo primijenili i jednostavnost instalacije omogućuju nam povezivanje sa postojećim objektima, a ne stvaranje novog infrastrukturnog kompleksa;
- nema negativnog utjecaja na okoliš u obliku toplinskog onečišćenja, pojave toplinskih otoka, umjetne inverzije temperature nad izvorom topline. Ne postoji mikrocirkulacija atmosfere niti kompliciranje mehanizma prijenosa onečišćenja.
Domaće stanice
Također, mnogi obrtnici stvaraju vlastite stanice (obično na bazi generatora plina), koje se zatim prodaju.
Sve to ukazuje na to da možete samostalno izraditi elektranu od dostupnih alata i koristiti je za svoje potrebe.
Dalje, pogledajmo kako možete sami izraditi uređaj.
Na temelju termoelektričnog generatora.
Prva opcija je elektrana koja se temelji na Peltierovoj ploči. Odmah napominjemo da je domaći uređaj prikladan samo za punjenje telefona, baterijske svjetiljke ili za osvjetljenje pomoću LED svjetiljki.
Za proizvodnju trebat će vam:
- Metalno tijelo, koje će igrati ulogu peći;
- Peltier ploča (prodaje se zasebno);
- Regulator napona s instaliranim USB izlazom;
- Izmjenjivač topline ili samo ventilator za hlađenje (možete uzeti hladnjak za računalo).
Izrada elektrane vrlo je jednostavna:
- Izrađujemo štednjak. Uzmemo metalnu kutiju (na primjer, kućište računala), rasklopimo je tako da pećnica nema dno. Na donjim zidovima radimo rupe za dovod zraka. Na vrh možete postaviti rešetku na koju možete postaviti kotlić itd.
- Montirajte ploču na stražnji zid;
- Montirajte hladnjak na vrh ploče;
- Na stezaljke s ploče priključujemo regulator napona s kojeg napajamo hladnjak, a također donosimo zaključke za spajanje potrošača.
Sve funkcionira jednostavno: drva ložimo, dok se ploča zagrijava, na njezinim će se stezaljkama stvarati električna energija koja će se napajati regulatorom napona. Hladnjak će se pokrenuti i raditi od njega, pružajući hlađenje ploče.
Preostaje samo povezivanje potrošača i nadgledanje procesa izgaranja u peći (pravodobno bacite ogrjev).
Na temelju generatora plina.
Drugi način izrade elektrane je izrada rasplinjača. Takav je uređaj mnogo teže izraditi, ali je izlaz električne energije puno veći.
Za izradu će vam trebati:
- Cilindrična posuda (na primjer, rastavljena plinska boca). Imat će ulogu peći, stoga treba osigurati grotla za utovar goriva i čišćenje krutih proizvoda izgaranja, kao i dovod zraka (prisilni ventilator bit će potreban da bi se osigurao bolji postupak izgaranja) i izlaz za plin;
- Radijator za hlađenje (može se napraviti u obliku zavojnice), u kojem će se plin hladiti;
- Kapacitet za stvaranje filtra tipa "Ciklon";
- Kapacitet za stvaranje filtra za fini plin;
- Set benzinskih generatora (ali možete uzeti bilo koji benzinski motor, kao i redoviti asinhroni elektromotor od 220 V).
Kamo se može usmjeriti toplina iz opreme?
Korištenjem BiXBiT jedinice možete koristiti višak topline za sljedeće potrebe:
- zagrijavanje dovodnog zraka ili vode koji ulaze u prostoriju, što je dio sustava grijanja (uključujući sustav "toplog poda") ili opskrbe toplom vodom stambene zgrade;
- prijelaz medija iz jednog faznog stanja u drugo, stvaranje pare. Govorimo, na primjer, o faznom prijelazu radne smjese kako bi se osigurali ciklusi toplinskih strojeva ili rashladnih strojeva sa kompresijom pare;
- zagrijavanje sredstva za sušenje;
- zagrijavanje tehnoloških sirovina;
- pivo (kipuća sladovina);
- poljoprivreda (staklenički kompleksi, uzgoj biljaka koje vole toplinu, uzgoj egzotičnih životinja itd.).
Evo tri primjera smještaja naše instalacije u određenim uvjetima.
Industrijska radionica. Proizvodnja ove vrste električnu energiju najčešće dobiva po jeftinim tarifama za poduzeća. Postoje i rezervne transformatorske stanice, koje većinu vremena ne rade. Sobe se griju na fosilna goriva ili struju.
Mjesto naše instalacije omogućit će učinkovitije korištenje rezervnog dalekovoda, kao i uštedu resursa tvrtke na grijanju prostora spajanjem na sustav centralnog grijanja.
Skladište, trgovački centar, poslovna zgrada. Ove vrste prostorija koriste prosječnu tarifu električne energije, a imaju i rezervu snage za napajanje. Sobe se griju na fosilna goriva ili struju.
Naša računalna jedinica opskrbljuje toplinu prostorijom kroz zračne kanale ili je spojena na sustav centralnog grijanja.
Staklenici. Privatne poljoprivredne tvrtke koriste jeftine tarife ili električnu energiju iz solarnih panela. Staklenici se također griju uglavnom električnom energijom.
Električna energija za grijanje usmjerava se na napajanje naše instalacije koja generira toplinu potrebnu za održavanje visoke temperature. Instalacija radi 24 sata dnevno, 7 dana u tjednu, a sukladno tome biljke (životinje) stabilno dobivaju potrebnu opskrbu toplinskom energijom.
Prednosti i nedostaci elektrane na drva
Elektrana na drva je:
- Dostupnost goriva;
- Sposobnost dobivanja električne energije bilo gdje;
- Parametri primljene električne energije vrlo su različiti;
- Uređaj možete napraviti sami.
- Među nedostacima se napominje:
- Ne uvijek visoka učinkovitost;
- Glomaznost strukture;
- U nekim je slučajevima proizvodnja električne energije samo nuspojava;
- Da bi se proizvela električna energija za industrijsku upotrebu, mora se sagorjeti velika količina goriva.
Općenito, proizvodnja i uporaba elektrana na kruto gorivo opcija je koja zaslužuje pažnju i ona može postati ne samo alternativa električnim mrežama, već i pomoć na mjestima udaljenim od civilizacije.
Ukratko o principu djelovanja
Da biste u budućnosti razumjeli zašto su određeni dijelovi potrebni prilikom sastavljanja domaćeg termoelektričnog generatora, prvo razgovarajmo o uređaju Peltierovog elementa i kako on funkcionira. Ovaj se modul sastoji od termoparova povezanih u seriju između keramičkih ploča, kao što je prikazano na donjoj slici.
Kada električna struja prolazi kroz takav krug, javlja se takozvani Peltierov efekt - jedna strana modula se zagrijava, a druga hladi. Zašto nam to treba? Sve je vrlo jednostavno, ako djelujete obrnutim redoslijedom: zagrijte jednu stranu ploče, a drugu ohladite, možete proizvesti električnu energiju niskog napona i struje. Nadamo se da je u ovoj fazi sve jasno, pa se okrećemo majstorskim tečajevima koji će jasno pokazati što i kako napraviti termoelektrični generator vlastitim rukama.
