A villamos energia megszerzéséhez meg kell találni egy lehetséges különbséget és egy vezetőt. Az emberek mindig megpróbáltak pénzt megtakarítani, és a folyamatosan növekvő közüzemi számlák korában ez egyáltalán nem meglepő. Ma már léteznek olyan módszerek, amelyekkel az ember ingyen juthat hozzá a villamos energiához. Általános szabály, hogy ezek bizonyos barkácsolási létesítmények, amelyek elektromos generátoron alapulnak.
Termoelektromos generátor és készüléke
A termoelektromos generátor olyan eszköz, amely hőből villamos energiát termel. Kiváló gőzforrás, bár alacsony hatásfokkal.
A hő elektromos energiává történő közvetlen átalakításának eszközeként termoelektromos generátorokat használnak, amelyek a hagyományos hőelemek működési elvét alkalmazzák
Lényegében a hőelektromosság a hő közvetlen átalakulása a folyékony vagy szilárd vezetők villamos energiájává, majd a különböző vezetők érintkezésének elektromos áram segítségével történő melegítésének és hűtésének fordított folyamata.
Hőgenerátor készülék:
- A hőgenerátornak két félvezetője van, amelyek mindegyike bizonyos számú elektronból áll;
- Ezeket egy vezető is összeköti egymással, amely fölött van egy hő vezetésére alkalmas réteg;
- Az érintkezők átviteléhez termionos vezető is csatlakozik;
- Ezután következik a hűtőréteg, majd egy félvezető következik, amelynek érintkezői a vezetőhöz vezetnek.
Sajnos a hő- és áramfejlesztő nem mindig képes nagy kapacitással működni, ezért elsősorban a mindennapi életben használják, és nem a gyártásban.
Ma a termoelektromos átalakítót szinte soha nem használják sehol. Sok erőforrást "kér", helyet is foglal, de az általa előállítható és átalakítható feszültség és áram nagyon kicsi, ami rendkívül veszteséges.
A hő átalakítása fényvé, majd villamos energiává
14.11.2019 924
"A hőfotonok egy forró test által kibocsátott fotonok." - Ha infravörös kamerával néz meg valami forró dolgot, akkor láthatja, hogy izzik. A kamera ezeket a hőgerjesztésű fotonokat mutatja. "
A találmány egy hiperbolikus hőbocsátó, amely képes elnyelni az intenzív hőt, amely egyébként kijutna a környezetbe, keskeny sávszélességre összenyomja és fényként emittálja a további villamos energiává történő átalakuláshoz.
Ez a felfedezés egy másik folytatásaként szolgál kutatása Rice Egyetem Brown Műszaki Iskolájában végezték el még 2020-ban, amikor egyszerű módszert találtak egymásra szorosan illesztett, lemezszerű filmek létrehozására szorosan csomagolt szén nanocsövekből.
Hulladékhő
A megbeszélések eredményeként döntöttek arról, hogy ezek a filmek felhasználhatók-e a "termikus fotonok" csatornázására.
"A hőfotonok egy forró test által kibocsátott fotonok." - Ha infravörös kamerával néz meg valami forró dolgot, akkor láthatja, hogy izzik. A kamera ezeket a hőgerjesztésű fotonokat mutatja. "
Infravörös sugárzás A napfény egy olyan része, amely hőt juttat a bolygóra, de ez csak egy kis része a teljes elektromágneses spektrumnak.
"Bármely forró felület fényt bocsát ki hősugárzás formájában."„A probléma az, hogy a hősugárzás szélessávú, és a fény villamos energiává történő átalakítása csak akkor hatékony, ha a sugárzás keskeny sávban van. A kihívás az volt, hogy a szélessávú fotonokat keskeny sávba szorítsa. "
A nanocsöves filmek lehetővé tették a közepesen infravörös fotonok elkülönítését, amelyek egyébként pazarlódnának. Ez motiválhatja a hulladékhő széles körű felhasználását, amely az összes ipari energiafogyasztás mintegy 20% -át teszi ki.
A szén nanocsövek át tudják adni a hőt
"A leghatékonyabb módszer a hő villamos energiává történő átalakítására az, ha turbinákat és gőzt vagy más folyadékot használnak ezek áramellátására." „Közel 50 százalékos konverziós hatékonyságot tudnak elérni. A ma ismertek közül nem sok juthat ilyen hatékonysághoz, de ezeket a rendszereket nehéz megvalósítani. "
Az összehangolt szén nanocsövek 1600 ° C-ig hőállóak maradnak, és rendkívüli anizotropiát mutatnak: az egyik irányban vezetőek, a másik kettőben pedig szigetelőek - ezt a hatást hiperbolikus diszperziónak nevezik. A hőfotonok ütközhetnek a filmmel, bármilyen irányból érkeznek, de csak egy után távozhatnak.
Ez a szélsőséges anizotrópia rendkívül nagy fotonsűrűséget eredményez az infravörös középső részen, ami erős rezonanciaként nyilvánul meg a hullámhosszúságú mélységű üregekben.
"Ahelyett, hogy közvetlenül a hőtől az elektromosságig haladna, az út először a hőtől a fényig, majd csak azután az áram felé halad." "Első pillantásra úgy tűnik, hogy két lépés hatékonyabb lenne, mint három, de ebben az esetben nem."
Az emitterek hozzáadása a standard napelemekhez növelheti hatékonyságukat a jelenlegi csúcsukról, körülbelül 22% -ról 80% -ra. "Azáltal, hogy a hulladék hőenergiát kis spektrális tartományba tömöríti, nagyon hatékonyan átalakítható villamos energiává." Ezenkívül a nagy fotonsűrűségű nanofoton hőhatás-kibocsátók jelentősen javíthatják a sugárhűtés és a hulladékhő visszanyerésének hatékonyságát.
Tudjon meg többet a technológiáról olvasni További információ: ACS Photonics.
Egy forrás: Rice Egyetem
Elektromos és rádióhullámok napenergiás generátora
Az elektromos energia forrásai nagyon különbözőek lehetnek. Mára a napelemes termoelektromos generátorok gyártása egyre népszerűbbé vált. Az ilyen létesítmények felhasználhatók világítótornyokban, az űrben, az autókban, valamint az élet más területein.
A napenergia-generátorok nagyszerű módja az energiatakarékosságnak
Az RTG (a radionuklid termoelektromos generátor rövidítése) az izotóp energia elektromos energiává alakításával működik. Ez egy nagyon gazdaságos módja annak, hogy szinte ingyen kapjanak villamos energiát, és villany hiányában világítsanak.
Az RTG jellemzői:
- Könnyebb energiaforrást szerezni az izotóp bomlásaival, mint például ugyanezt megtenni egy égő vagy egy petróleumlámpa melegítésével;
- Az áramtermelés és a részecskék bomlása speciális izotópok jelenlétében lehetséges, mert bomlásuk folyamata évtizedekig is eltarthat.
Egy ilyen telepítés használatával meg kell értenie, hogy a régi típusú berendezések használatakor fennáll a veszélye annak, hogy egy adag sugárzást kap, és nagyon nehéz ilyen eszközt ártalmatlanítani. Ha nincs megfelelően megsemmisítve, sugárzási bombaként működhet.
A telepítés gyártójának kiválasztása jobb, ha azoknál a cégeknél marad, amelyek már bizonyították magukat. Ilyen például a Global, az Altec (Altec), a TGM (Tgm), a Cryotherm, a Termiona.
Egyébként az ingyen áram megszerzésének másik jó módja a rádióhullámok gyűjtésére szolgáló generátor.Film- és elektrolit kondenzátorpárokból, valamint kis teljesítményű diódákból áll. Körülbelül 10-20 méteres szigetelt kábelt veszünk antennaként, és egy másik földelő vezetéket egy víz- vagy gázcsőhöz rögzítünk.
Az orosz tudósok meleget kaptak a hidegtől
Az SB RAS Katalízis Intézetének tudósai kitalálták, hogyan lehet hőt kapni a hidegből, amelyet zord éghajlati viszonyok között fűtésre lehet használni. Ehhez azt javasolják, hogy a metanol gőzöket porózus anyagokkal szívják fel alacsony hőmérsékleten. A tanulmány első eredményei támogatás
Orosz Tudományos Alapítvány (RSF) voltak
közzétett
az Applied Thermal Engineering folyóiratban. A vegyészek javasolták a "Hidegtől származó hő" ("TepHol") ciklust. A tudósok a hőt porózus anyaggá alakítják át a metanol adszorpciójának segítségével. Az adszorpció az anyagok oldatból vagy gázkeverékből egy másik anyag (adszorbens) abszorpciójának folyamata, amelyet az anyagok elválasztására és tisztítására használnak. Az abszorbeált anyagot adszorbátnak nevezik.
"Az ötlet az volt, hogy először elméletileg megjósolja, mi legyen az optimális adszorbens, majd szintetizáljon egy valódi anyagot, amelynek tulajdonságai az ideálishoz közel állnak" - kommentálta a tanulmány egyik szerzőjét, Jurij Aristov kémiai doktor. - A munkaanyag metanol gőz, és általában aktív szénnel adszorbeálódik. Először a kereskedelemben kapható aktív széneket vettük fel és használtuk fel. Kiderült, hogy a legtöbbjük „nem működik” nagyon jól, ezért úgy döntöttünk, hogy magunk szintetizálunk új, a TepHol-ciklusra szakosodott metanol-adszorbenseket. Ezek kétkomponensű anyagok: porózus mátrixuk van, viszonylag inert komponensük, és az aktív komponens egy só, amely jól felszívja a metanolt ”.
Ezután a tudósok elvégezték a TepHol-ciklus termodinamikai elemzését, amely hozzávetőleges képet ad az átalakulási folyamat menetéről, és meghatározták az adszorpció megvalósításának optimális feltételeit. A tudósok azzal a feladattal álltak szemben, hogy kiderítsék, az új termodinamikai ciklus elegendő hatékonyságot és energiát tud-e biztosítani a hőtermeléshez. Ennek a kérdésnek a megválaszolására a TepHol létesítmény laboratóriumi prototípusát tervezték meg egy adszorberrel, párologtatóval és kriosztátokkal, amelyek a hideg levegőt és a nem fagyos vizet szimulálták. Az adszorbenset egy speciális alumíniumból készült, nagyméretű felületi hőcserélőbe helyezték. Ez a telepítés lehetővé teszi a hőtermelést szakaszos üzemmódban: akkor szabadul fel, amikor az adszorbens felszívja a metanolt, majd időbe telik az utóbbi regenerálása. Ehhez csökken az adszorbens fölötti metanolnyomás, amit elősegít az alacsony környezeti hőmérséklet. A TepHol prototípus tesztjeit laboratóriumi körülmények között hajtották végre, ahol a szibériai tél hőmérsékleti viszonyait szimulálták, és a kísérletet sikeresen befejezték.
„Két természetes termosztát (hőtároló) használata télen, például környezeti levegő (T = -20 - -40 ° C) és folyó, tó, tenger vagy talajvíz fagyásmentes vize (T = 0 - 20 ° C) , 30-60 ° C hőmérséklet-különbséggel, hő nyerhető a házak fűtésére. Sőt, minél hidegebb van kint, annál könnyebb hasznos hőt kapni ”- mondta Jurij Arisztov.
A tudósok a mai napig négy új szorbent szintetizáltak, amelyek tesztelési fázisban vannak. A szerzők szerint e tesztek első eredményei nagyon biztatóak.
„A javasolt módszer lehetővé teszi, hogy közvetlenül a helyszínen kapjon hőt hideg télű régiókban (Oroszország északkeleti része, Észak-Európa, az Egyesült Államok és Kanada, valamint az Északi-sarkvidék), ami jelentősen felgyorsíthatja társadalmi-gazdasági fejlődésüket.A környezet alacsony hőmérsékletének akár kis mennyiségű felhasználása is megváltoztathatja a modern energia szerkezetét, csökkentheti a társadalom fosszilis tüzelőanyagoktól való függését és javíthatja bolygónk ökológiáját. "- zárta szavait Arisztov.
Az orosz tudósok fejlesztése a jövőben hasznos lehet az ipar alacsony hőmérsékletű termikus hulladékának (például a hőerőművek által kibocsátott hűtővíz, valamint a vegyipar és az olaj melléktermékei) ésszerű felhasználásához. finomító ipar), a közlekedés, a lakhatás és a kommunális szolgáltatások, valamint a megújuló hőenergia, különösen a Föld zord éghajlati viszonyokkal rendelkező régióiban.
Hogyan készítsünk Peltier elemet saját kezűleg
A közös Peltier-elem egy különféle fém részekből összeállított lemez csatlakozókkal a hálózathoz való csatlakozáshoz. Egy ilyen lemez áramot vezet át önmagán, az egyik oldalon felmelegszik (például 380 fokig), a másikon pedig a hidegtől működik.
A Peltier elem egy speciális hőelektromos jelátalakító, amely az azonos név elve szerint működik elektromos áramellátásra.
Egy ilyen hőgenerátor ellentétes elvű:
- Az egyik oldal tüzelőanyag égetésével melegíthető (például fa vagy más nyersanyag tüze);
- A másik oldalt éppen ellenkezőleg, folyadék vagy levegő hőcserélővel hűtik;
- Így a vezetéken áram keletkezik, amelyet az Ön igényeinek megfelelően lehet felhasználni.
Igaz, a készülék teljesítménye nem túl nagy, és a hatás nem lenyűgöző, de ennek ellenére egy ilyen egyszerű házi készítésű modul jól feltöltheti a telefont, vagy csatlakoztathat egy LED-es elemlámpát.
Ennek a generátorelemnek megvannak az előnyei:
- Csendes munka;
- Képes használni azt, ami kéznél van;
- Könnyű és hordozható.
Az ilyen házi készítésű kályhák egyre népszerűbbé váltak azok körében, akik szeretnek éjszakázni az erdőben a tűz mellett, a föld adományait felhasználva, és akik nem idegenkednek attól, hogy ingyen kapjanak áramot.
A Peltier modult számítógépes táblák hűtésére is használják: az elem csatlakozik a kártyához, és amint a hőmérséklet magasabb lesz, mint a megengedett hőmérséklet, elkezd hűlni az áramkörökön. Egyrészt hideg légtér lép be a készülékbe, másrészt forró. Az 50X50X4mm (270w) modell népszerű. Ilyen eszközt megvásárolhat egy boltban, vagy saját maga is elkészítheti.
Egyébként a stabilizátor ilyen elemhez történő csatlakoztatása lehetővé teszi, hogy a kimeneten kiváló töltőt kapjon a háztartási gépekhez, és ne csak egy hőmodult.
Ahhoz, hogy otthon készítsen egy Peltier elemet, meg kell tennie:
- Bimetál vezetők (kb. 12 vagy több darab);
- Két kerámialemez;
- Kábelek;
- Forrasztópáka.
A gyártási séma a következő: a vezetőket forrasztják és a lemezek közé helyezik, majd szorosan rögzítik őket. Ebben az esetben emlékeznie kell a vezetékekre, amelyeket az áramátalakítóhoz csatlakoztatnak.
Egy ilyen elem felhasználási köre nagyon változatos. Mivel az egyik oldala hajlamos lehűlni, ennek a készüléknek a segítségével elkészíthet egy kis kempinghűtőt, vagy például egy automatikus légkondicionálót.
De, mint minden eszköznek, ennek a hőelemnek is vannak előnyei és hátrányai. A pluszok a következők:
- Kompakt méret;
- A hűtő- vagy fűtőelemekkel együtt vagy külön-külön történő munkavégzés képessége;
- Csendes, gyakorlatilag csendes működés.
Mínuszok:
- A hőmérséklet-különbség szabályozásának szükségessége;
- Magas energiafogyasztás;
- Alacsony hatékonyság magas költség mellett.
A napkollektorok típusai - mik ezek?
A gyűjtők alatt olyan eszközöket értünk, amelyek képesek elnyelni a napenergiát, hővé alakítani, majd hűtőfolyadékba juttatni.A szokásos napkollektor műanyag vagy fém tok formájában készül, amelybe fekete fémlemezeket helyeznek el. Ezeket a lemezeket meghatározott hőmérsékletre lehet melegíteni.
A kollektorok méretétől függően magas, közepes és alacsony hőmérsékletre vannak felosztva. Irreális magas hőmérsékletű készülékeket otthon készíteni. Kifinomult technológiák felhasználásával jönnek létre nagy ipari létesítményekben történő üzemeltetéshez. A közepes hőmérsékletű szerkezetek, amelyek elegendő mennyiségű napenergiát felhalmoznak, felhasználhatók lakóépületek fűtésére, alacsony hőmérsékletűek pedig vízmelegítésre. Nagyon is lehetséges, hogy ezt a két típusú gyűjtőt maga készítse el.
A számunkra érdekes eszközök a következő típusokra oszthatók:
- lakás;
- felhalmozódó;
- levegő;
- folyékony.
Napkollektor a tetőn
A lapos kollektor egy fémdobozszerű szerkezet, amelynek lemeze elnyeli a napfényt. Alacsony vastartalmú üvegfedéllel borítják, amelynek köszönhetően szinte minden napfény a hőérzékelő lemezre esik. A kialakítás szükségszerűen hőszigetelt. Egy ilyen kollektor hatékonysága objektíven kicsi - körülbelül 10%. Növelhető egy speciális amorf tulajdonságú félvezető alkalmazásával az ostyára. Az ilyen eszközök alkalmasak a víz melegítésére a mindennapi életben.
A termoszifon (tároló) kollektort hatékonyabbnak tekintik. Vízmelegítésére és a hőmérséklet adott ideig történő fenntartására szolgál a helyiségben. Szerkezetileg 1-3 tartály formájában készül, hőszigetelésű dobozban. Mint egy lapos eszköz, üveg fedéllel van borítva. Hideg évszakban nehéz ilyen gyűjtőt használni. De nyáron, amikor a Nap fénye nagyon erős, otthon is használható.
A folyékony napelemes szerkezetek vizet használnak hőhordozóként. Nyitott vagy zárt hőcsere elvvel készülnek, lehetnek üvegek és üvegezettek. Az ilyen eszközök működése kényelmetlenséggel jár - gyakran szivárognak, és a téli hónapokban megfagyhatnak. A léggyûjtõk, amelyeket leggyakrabban gyümölcsök, zöldségek és viszonylag kis mennyiségû egyéb mezõgazdasági termék szárítására használnak, mentesek ezektõl a problémáktól. A légberendezés szerkezetileg egyszerű, könnyen karbantartható, ezért megérdemelt népszerűségnek örvend.
Egyszerű házi generátor
Annak ellenére, hogy ezek az eszközök jelenleg nem népszerűek, jelenleg nincs semmi praktikusabb, mint egy hőgenerátor egység, amely teljesen alkalmas elektromos tűzhely, utazás közbeni világító lámpa cseréjére vagy segítségre, ha a töltés egy mobiltelefon meghibásodik, kapcsolja be az elektromos ablakot. Az ilyen áram otthon is segít áramszünet esetén. Ingyen beszerezhető, mondhatni, egy labdáért.
Tehát a termoelektromos generátor elkészítéséhez elő kell készíteni:
- Feszültségszabályozó;
- Forrasztópáka;
- Bármely test;
- Hűtő radiátorok;
- Termikus paszta;
- Peltier fűtőelemek.
A készülék összeszerelése:
- Először a készülék testét készítik, amelynek alja nélkül kell lennie, alul lyukakkal a levegő számára, felül pedig egy tartóval ellátott tartóval (bár erre nincs szükség, mivel előfordulhat, hogy a generátor nem működik a vízen) ;
- Ezután egy Peltier elemet rögzítenek a testhez, és hűtő radiátort a hideg oldalához hőpasztán keresztül;
- Ezután meg kell forrasztania a stabilizátort és a Peltier modult pólusaik szerint;
- A stabilizátort nagyon jól kell szigetelni, hogy a nedvesség ne kerüljön oda;
- Marad a munkájának ellenőrzése.
Egyébként, ha nincs mód radiátor beszerzésére, használhat helyette számítógépes hűtőt vagy autógenerátort. Semmi szörnyűség nem fog történni egy ilyen cserével.
A stabilizátor megvásárolható diódajelzővel, amely fényjelet ad, ha a feszültség eléri a megadott értéket.
Barkács hőelem: a folyamat jellemzői
Mi az a hőelem? A hőelem egy elektromos áramkör, amely két különböző elemből áll és elektromos érintkezéssel rendelkezik.
A szélein 100 fokos hőmérséklet-különbséggel rendelkező hőelem hőeleme körülbelül 1 mV. Annak érdekében, hogy magasabb legyen, több hőelemet lehet sorba kötni. Kapsz egy hőelemet, amelynek hőelemje megegyezik a benne lévő hőelemek EMF-jének teljes összegével.
A hőelem gyártási folyamata a következő:
- Két különböző anyagból erős kapcsolat jön létre;
- Feszültségforrást veszünk (például egy autó akkumulátorát), és annak egyik végébe különféle anyagból készült kötegre sodrott vezetékeket csatlakoztatunk;
- Ebben az időben a grafithoz csatlakoztatott vezetéket kell a másik végére vinni (itt egy szokásos ceruzarudat használunk).
Egyébként a biztonság szempontjából nagyon fontos, hogy ne magas feszültség alatt működjön! A maximális mutató ebben a tekintetben 40-50 Volt. De jobb, ha 3–5 kW kis teljesítményekkel indul, fokozatosan növelve azokat.
Van egy "vizes" módszer is a hőelem létrehozására. Ez abból áll, hogy a jövőbeni szerkezet összekapcsolt vezetékeit egy köztük megjelenő ívkisüléssel, valamint erős víz- és sóoldattal hevítik. Az ilyen kölcsönhatás során a "víz" gőzei összetartják az anyagokat, ami után a hőelem késznek tekinthető. Ebben az esetben fontos, hogy a termék hevedere milyen átmérőjű legyen. Nem lehet túl nagy.
Ingyenes elektromos áram saját kezűleg (videó)
Az ingyenes áramellátás nem olyan trükkös, mint amilyennek hangzik. A különböző típusú, különböző forrásokkal működő generátoroknak köszönhetően már nem félelmetes, ha áramszünet alatt fény nélkül maradunk. Egy kis készség, és már rendelkezik saját mini-állomással, amely készen áll az áramtermelésre.
A fatüzelésű erőmű az egyik alternatív módszer a fogyasztók áramellátására.
Egy ilyen eszköz képes villamos energia előállítására minimális energiaköltségekkel, még azokon a helyeken is, ahol egyáltalán nincs áramellátás.
A tűzifát használó erőmű kiváló lehetőség lehet a nyaralók és vidéki házak tulajdonosai számára.
Vannak miniatűr verziók is, amelyek alkalmasak a hosszú túrák és a szabadtéri tevékenységek kedvelőinek. De először az első.
TARTALOM (kattintson a jobb oldalon lévő gombra):
A
A fatüzelésű erőmű messze nem új találmány, de a modern technológiák lehetővé tették a korábban kifejlesztett eszközök némiképes javítását. Ezenkívül számos különböző technológiát alkalmaznak az áramtermelésre.
Ezenkívül a "fán" fogalom némileg pontatlan, mivel bármilyen szilárd tüzelőanyag (fa, faforgács, raklap, szén, koksz), általában minden, ami éghet, alkalmas egy ilyen állomás működtetésére.
Azonnal megjegyezzük, hogy a tűzifa, vagy inkább égésük folyamata, csak olyan energiaforrásként működik, amely biztosítja annak az eszköznek a működését, amelyben az áram keletkezik.
Az ilyen erőművek fő előnyei:
- A szilárd tüzelőanyagok sokféle felhasználásának képessége és elérhetősége;
- Elektromos áram elérése bárhol;
- A különböző technológiák használata lehetővé teszi, hogy a legkülönbözőbb paraméterekkel áramot kapjon (elegendő csak a telefon rendszeres újratöltéséhez és az ipari berendezések áramellátása előtt);
- Alternatívaként is működhet, ha gyakoriak az áramkimaradások, és fő áramforrásként.
Klasszikus változat
Mint megjegyeztük, egy fatüzelésű erőmű számos technológiát alkalmaz az áramtermeléshez. A klasszikus köztük a gőz energiája, vagy egyszerűen a gőzgép.
Itt minden egyszerű - a tűzifa vagy bármilyen más tüzelőanyag ég, felmelegíti a vizet, amelynek eredményeként gáz halmazállapotba kerül - gőz.
A keletkező gőzt a generátor készlet turbinájába vezetik, és a generátor forgatásával áramot termel.
Mivel a gőzgép és a generátor egység egyetlen zárt körben van összekapcsolva, a turbinán való áthaladás után a gőzt lehűtik, ismét betáplálják a kazánba, és az egész folyamat megismétlődik.
Az ilyen erőművi elrendezés az egyik legegyszerűbb, de számos jelentős hátránya van, amelyek közül az egyik robbanásveszélyes.
A víz gázállapotba történő átmenetét követően az áramkörben a nyomás jelentősen megnő, és ha ezt nem szabályozzák, akkor nagy a valószínűsége a csővezeték szakadásának.
És bár a modern rendszerek egy teljes nyomásszabályozó szelepet használnak, a gőzgép működése még mindig folyamatos ellenőrzést igényel.
Ezenkívül az ebben a motorban használt közönséges víz vízkőképződést okozhat a csőfalakon, ami csökkenti az állomás hatékonyságát (a vízkő rontja a hőátadást és csökkenti a csövek áteresztőképességét).
De most ezt a problémát desztillált víz, folyadékok, kicsapódott tisztított szennyeződések vagy speciális gázok segítségével oldják meg.
De másrészt ez az erőmű egy másik funkciót is elláthat - a helyiség fűtését.
Itt minden egyszerű - funkciójának (a turbina forgása) teljesítése után a gőzt le kell hűteni, hogy ismét folyékony állapotba kerüljön, ehhez hűtőrendszerre vagy egyszerűen radiátorra van szükség.
És ha ezt a radiátort beltérre helyezzük, akkor a végén nem csak áramot kapunk egy ilyen állomásról, hanem hőt is.
Megtakarítási módszerek
Az egyik lehetőség itt az automatizált vezérlőegységek használata a ház fűtési rendszeréhez. Az ilyen berendezések maga figyeli a kinti hőmérsékletet, és attól függően kiválasztja a lakások hőellátásának módját.
Az ilyen házak lakói már nem szembesülnek olyan helyzettel, amikor már viszonylag meleg van, és a lakásban lévő elemek felforrósodtak - túl meleg lesz a szobában, és ki kell nyitniuk az ablakokat. A lakók kényelmetlenséget tapasztalnak, és ugyanakkor fizetniük kell az "extra" hőenergiáért.
Eddig csak a lakások négy százaléka rendelkezik automatikus fűtésszabályozással. Lehetővé teszi a lakástulajdonosok számára, hogy havonta takarékoskodjanak a közüzemi számlákon.
Termoelektromos generátorok
A Peltier-elv szerint épített generátorokkal működő erőművek meglehetősen érdekes lehetőségek.
Peltier fizikus felfedezte azt a hatást, hogy amikor az elektromosságot két különböző anyagból álló vezetőn vezetik át, akkor az egyik érintkező hő elnyelődik, a másodiknál pedig hő.
Sőt, ez a hatás ellentétes - ha az egyik oldalon a vezetőt melegítik, a másikon pedig lehűtik, akkor áram keletkezik benne.
A fatüzelésű erőműveknél éppen ellenkezőleg hat. Égéskor felmelegítik a lemez (ez egy hőelektromos generátor) felét, amely különböző fémekből készült kockákból áll, és a második részét lehűtik (amelyhez hőcserélőket használnak), ennek eredményeként az áram megjelenik a lemez kivezetésein.
Gázgenerátorok
A második típus a gázgenerátor. Egy ilyen eszköz többféle irányban használható, beleértve az áramtermelést is.
Itt érdemes megjegyezni, hogy egy ilyen generátornak maga semmi köze az áramhoz, mivel fő feladata éghető gáz előállítása.
Az ilyen eszköz működésének lényege abból fakad, hogy a szilárd tüzelőanyag oxidációja (égés) során gázok, köztük éghető gázok - hidrogén, metán, CO - bocsátódnak ki, amelyeket különféle célokra lehet felhasználni.
Például ilyen generátorokat korábban autókban használtak, ahol a hagyományos belső égésű motorok tökéletesen működtek a felszabaduló gázon.
Az üzemanyag folyamatos remegése miatt néhány autós és motoros már elkezdte ezeket az eszközöket felszerelni autóikba.
Vagyis az erőmű beszerzéséhez elég, ha van gázgenerátor, belső égésű motor és hagyományos generátor.
Az első elemben gáz szabadul fel, amely a motor üzemanyagává válik, és ez viszont a generátor rotorját fogja forgatni annak érdekében, hogy a kimeneten áramot kapjon.
A gáztüzelésű erőművek előnyei:
- Magának a gázgenerátornak a megbízhatósága;
- A kapott gáz felhasználható belső égésű motor (amely az elektromos generátor meghajtójává válik), gázkazán, kemence működtetésére;
- Az érintett belső égésű motor és elektromos generátor függvényében villamos energia nyerhető akár ipari célokra is.
A gázgenerátor fő hátránya a nehézkes szerkezet, mivel tartalmaznia kell egy kazánt, ahol a gáztermelés összes folyamata, annak hűtési és tisztítási rendszere zajlik.
És ha ezt az eszközt villamos energia előállítására kívánják használni, akkor az állomásnak tartalmaznia kell egy belső égésű motort és egy elektromos generátort is.
Ki jogosult a hőtámogatásra?
A kereszttámogatás elvének eltörlése még 2012-ben, amelynek értelmében a vállalkozások főleg a lakosság által felhasznált hőenergiáért fizettek, a fűtési tarifák hirtelen emelkedését okozta. Az állampolgárok kiadásainak elkerülhetetlen ugrása érdekében úgy döntöttek, hogy a fűtésért támogatást fizetnek. Méretük közvetlenül függ a család teljes jövedelmétől. Minél alacsonyabb, annál nagyobb a költségvetésből származó támogatás összege. A támogatások összegének kiszámítását egyedi alapon végzik, az adott helyzet sajátosságaitól függően.
Általános szabály, hogy a fűtési költségek megtérülésének mértékét az alkalmazott együttható alapján számítják ki, amelyet viszont az egy főre eső családi jövedelemtől függően állapítanak meg. Nem minden család állíthatja, hogy jogosult lenne a fűtési szezon támogatására. Ehhez az egy főre jutó átlagos jövedelemnek legfeljebb harmincezer rubelnek kell lennie. Azok az állampolgárok, akiknek még fejenként tízezer rubeljük sincs, teljes mértékben megtérítik a hőenergia költségeit. Azok számára, akik e két pont között helyezkednek el, és jövedelmük családonként tíz-harmincezer, a saját együtthatóikat állítják be.
Előregyártott erőművek képviselői
Ne feledje, hogy ezek az opciók - a termoelektromos generátor és a gázgenerátor - elsőbbséget élveznek, ezért készen állomásokat állítanak elő mind a háztartási, mind az ipari használatra.
Az alábbiakban néhány közülük:
- Indigirka kályha;
- "BioLite CampStove" turisztikai sütő;
- "BioKIBOR" erőmű;
- "Eco" erőmű "Cube" gázgenerátorral.
Egy közönséges háztartási szilárd tüzelésű kályha (a "Burzhayka" tűzhely típusának megfelelően készül), Peltier termoelektromos generátorral felszerelve.
Tökéletes nyaralókhoz és kisházakhoz, mivel elég kompakt és autóban szállítható.
A tűzifa égése során a fő energiát fűtésre használják, ugyanakkor a meglévő generátor lehetővé teszi 12 V feszültségű és 60 W teljesítményű villamos energia előállítását is.
Sütő "BioLite CampStove".
Használja a Peltier-elvet is, de még kompaktabb (a súly csak 1 kg), amely lehetővé teszi, hogy kirándulásokra vigye, de a generátor által generált energiamennyiség még kisebb, de elég lesz tölteni egy elemlámpát vagy telefont.
Termoelektromos generátort is használnak, de ez már ipari változat.
A gyártó kérésre gyárthat olyan eszközt, amely 5 kW és 1 MW közötti teljesítményű villamos energiát szolgáltat. De ez befolyásolja az állomás méretét, valamint az elfogyasztott üzemanyag mennyiségét.
Például egy 100 kW teljesítményű létesítmény óránként 200 kg tűzifát fogyaszt.
De az Eco erőmű gázfejlesztő. Megtervezése "Cube" gázgenerátort, belső benzinmotort és 15 kW teljesítményű elektromos generátort használ.
Az ipari kész megoldások mellett külön megvásárolhatja ugyanazokat a Peltier termoelektromos generátorokat, de kályha nélkül, és bármilyen hőforrással együtt használhatja.
A jó hővisszanyerés előnyei
A bányászati és számítástechnikai berendezésekből származó melléktermék használata univerzális megoldás a legtöbb felhasználó számára, és a következő okból:
- az energiaforrások megtakarítása és az energia autonómiájának biztosítása. A decentralizáció és a hőenergia monopolszolgáltatóitól való függetlenség csökkenti a költségeket, különösen a hideg éghajlatú régiókban;
- nincs szükség hideg és meleg folyosók rendezésére, légkondicionáló berendezések és egyéb kiegészítő berendezések felszerelésére. Az általunk kínált megoldás egy all-in-one komplexum, amely csatlakozik a meglévő infrastruktúrához;
- nem csak a bányászatból, hanem a termelt hőt felhasználó vállalkozói tevékenységből vagy annak értékesítéséből származó kiegészítő jövedelem megszerzése;
- integráció a meglévő infrastruktúrába. Az általunk alkalmazott egységesítés és a könnyű telepítés lehetővé teszi, hogy csatlakozzunk a meglévő létesítményekhez, és ne hozzunk létre új infrastruktúra-komplexumot;
- nincs negatív hatása a környezetre termikus szennyezés, hőszigetek megjelenése, a hőforrás fölötti mesterséges hőmérséklet-inverzió formájában. Nincs a légkör mikrocirkulációja és a szennyezésátviteli mechanizmus nem bonyolult.
Házi állomások
Emellett sok kézműves készít saját készítésű állomásokat (általában gázgenerátoron alapulva), amelyeket aztán eladnak.
Mindez azt jelzi, hogy a rendelkezésre álló eszközökből önállóan készíthet erőművet és felhasználhatja saját céljaira.
Ezután nézzük meg, hogyan készítheti el saját maga az eszközt.
Termoelektromos generátor alapján.
Az első lehetőség egy Peltier lemezen alapuló erőmű. Azonnal megjegyezzük, hogy a házi készítésű készülék csak telefon, zseblámpa vagy LED-es lámpák használatával történő megvilágítására alkalmas.
A gyártáshoz szüksége lesz:
- Fém test, amely kemenceként fog működni;
- Peltier lemez (külön megvásárolható);
- Feszültségszabályozó beépített USB kimenettel;
- Hőcserélő vagy csak egy ventilátor a hűtés biztosításához (vehet számítógépes hűtőt).
Az erőmű gyártása nagyon egyszerű:
- Kályhát készítünk. Fogunk egy fémdobozt (például egy számítógépházat), széthajtjuk, hogy a sütő ne legyen alja. Az alábbi falakba lyukakat készítünk a levegőellátás érdekében. A tetején rácsot lehet felszerelni, amelyre vízforralót stb.
- Szerelje fel a lemezt a hátsó falra;
- Szerelje fel a hűtőt a lemez tetejére;
- A lemezről a csatlakozókhoz feszültségszabályozót csatlakoztatunk, amelyből a hűtőt tápláljuk, és következtetéseket vonunk le a fogyasztók csatlakoztatására is.
Minden egyszerűen működik: felgyújtjuk a fát, amint a lemez felmelegszik, annak kapcsainál áram keletkezik, amelyet a feszültségszabályozóhoz táplálunk. A hűtő elindul és működik belőle, biztosítva a lemez hűtését.
Marad csak a fogyasztók összekapcsolása és a kályha égési folyamatának figyelemmel kísérése (időben dobja fel a tűzifát).
Gázgenerátor alapján.
Az erőmű gyártásának második módja a gázosító gyártása. Egy ilyen eszközt sokkal nehezebb gyártani, de az áramtermelés sokkal nagyobb.
Ennek elkészítéséhez szüksége lesz:
- Hengeres tartály (például szétszerelt gázpalack). A kályha szerepét tölti be, ezért nyílásokkal kell ellátni az üzemanyag betöltését és a szilárd égéstermékek tisztítását, valamint levegőellátást (a jobb égési folyamat biztosításához kényszerített ventilátorra lesz szükség) és egy gázkimenetet;
- Hűtő radiátor (készíthető tekercs formájában), amelyben a gázt lehűtik;
- "Ciklon" típusú szűrő létrehozásának képessége;
- Finom gázszűrő létrehozásának képessége;
- Benzingenerátor-készlet (de bármilyen benzinmotort, valamint egy szokásos 220 V-os aszinkron villanymotort is igénybe vehet).
Hová lehet irányítani a berendezésből származó hőt?
A BiXBiT egység használatával a felesleges hőt felhasználhatja a következő igényekhez:
- a helyiségbe belépő betáplált levegő vagy víz fűtése, amely része a fűtési rendszernek (beleértve a "meleg padló" rendszert) vagy a lakóépület melegvízellátását;
- egy közeg átmenete egyik fázis állapotból a másikba, gőzképződés. Beszélünk például a munka keverékének fázisátalakulásáról a hőmotorok vagy a gőzkompressziós hűtőgépek ciklusainak biztosítása érdekében;
- a szárítószer melegítése;
- technológiai nyersanyagok fűtése;
- főzés (sörlé);
- mezőgazdaság (üvegházi komplexek, hőkedvelő növények termesztése, egzotikus állatok tenyésztése stb.).
Íme három példa telepítésünk elhelyezésére meghatározott körülmények között.
Ipari műhely. Az ilyen típusú termékek leggyakrabban olcsó tarifával kapják a villamos energiát a vállalkozások számára. Vannak készenléti transzformátor állomások is, amelyek legtöbbször tétlen állapotban vannak. A szobákat fosszilis tüzelőanyagokkal vagy villamos energiával fűtik.
Telepítésünk helye lehetővé teszi a tartalék elektromos vezeték hatékonyabb felhasználását, valamint a központi fűtési rendszerhez történő csatlakozással megtakarítja a vállalat erőforrásait a helyiségfűtésre.
Raktár, bevásárlóközpont, irodaház. Az ilyen típusú helyiségek átlagos villamosenergia-tarifát alkalmaznak, és az áramellátáshoz energia-tartalékkal is rendelkeznek. A szobákat fosszilis tüzelőanyagokkal vagy villamos energiával fűtik.
Számítógépes egységünk légcsatornákon keresztül juttatja a hőt a helyiségbe, vagy központi fűtési rendszerhez csatlakozik.
Üvegházak. A mezőgazdasági magánvállalatok olcsó tarifákat vagy napelemekből származó áramot használnak. Az üvegházakat főként villamos energiával is fűtik.
A fűtéshez szükséges villamos energia a létesítményünk áramellátására irányul, amely a magas hőmérséklet fenntartásához szükséges hőt termeli. A létesítmény a nap 24 órájában működik, és ennek megfelelően az üzemek (állatok) stabilan kapják meg a szükséges hőenergia-ellátást.
A fatüzelésű erőmű előnyei és hátrányai
A fatüzelésű erőmű:
- Üzemanyag rendelkezésre állása;
- Az a képesség, hogy bárhol áramot szerezzen;
- A kapott villamos energia paraméterei nagyon eltérőek;
- A készüléket maga is elkészítheti.
- A hiányosságok közül meg kell jegyezni:
- Nem mindig magas hatásfok;
- A szerkezet terjedelme;
- Bizonyos esetekben az áramtermelés csak mellékhatás;
- Az ipari célú villamos energia előállításához nagy mennyiségű üzemanyagot kell elégetni.
Általánosságban elmondható, hogy a szilárd tüzelésű erőművek gyártása és felhasználása figyelemre méltó lehetőség, amely nemcsak az elektromos hálózatok alternatívájává válhat, hanem segítséget nyújthat a civilizációtól távoli helyeken is.
Röviden a cselekvés elvéről
Annak érdekében, hogy a jövőben megértse, miért van szükség bizonyos alkatrészekre egy házi termoelektromos generátor összeállításakor, először beszéljünk a Peltier elem eszközéről és működéséről. Ez a modul kerámialemezek között sorba kapcsolt hőelemekből áll, amint az az alábbi képen látható.
Amikor egy elektromos áram áthalad egy ilyen áramkörön, az úgynevezett Peltier-effektus lép fel - a modul egyik oldala felmelegszik, a másik lehűl. Miért van szükségünk rá? Minden nagyon egyszerű, ha fordított sorrendben járunk el: a lemez egyik oldalát felmelegítjük, a másikat lehűtjük, így kis feszültségű és áramú áramot termelhetünk. Reméljük, hogy ebben a szakaszban minden világos, ezért olyan mesterkurzusokhoz fordulunk, amelyek egyértelműen megmutatják, mit és hogyan lehet saját kezűleg termoelektromos generátort készíteni.
