Norėdami gauti elektros energiją, turite rasti potencialų skirtumą ir laidininką Žmonės visada stengėsi sutaupyti pinigų, o nuolat didėjančių komunalinių mokesčių eroje tai visai nestebina. Šiandien jau yra būdų, kuriais asmuo gali nemokamai gauti nemokamą elektrą. Paprastai tai yra tam tikri „pasidaryk pats“ įrenginiai, kurių pagrindas yra elektros generatorius.
Termoelektrinis generatorius ir jo įtaisas
Termoelektrinis generatorius yra prietaisas, generuojantis elektros energiją iš šilumos. Tai puikus elektros energijos garo šaltinis, nors ir su mažu efektyvumu.
Kaip tiesioginio šilumos pavertimo elektros energija įtaisas, naudojami termoelektriniai generatoriai, kuriuose naudojamas įprastų termoelementų veikimo principas
Iš esmės termoelektrinis yra tiesioginis šilumos pavertimas elektra skystuose ar kietuose laidininkuose, o tada atvirkštinis įvairių laidininkų kontakto kaitinimo ir aušinimo procesas naudojant elektros srovę.
Šilumos generatoriaus įtaisas:
- Šilumos generatorius turi du puslaidininkius, kurių kiekvienas susideda iš tam tikro skaičiaus elektronų;
- Juos taip pat sujungia laidininkas, virš kurio yra sluoksnis, galintis praleisti šilumą;
- Prie jo taip pat pritvirtintas termioninis laidininkas kontaktams perduoti;
- Toliau ateina aušinimo sluoksnis, po kurio eina puslaidininkis, kurio kontaktai veda prie laidininko.
Deja, šilumos ir elektros generatorius ne visada gali dirbti esant dideliems pajėgumams, todėl jis dažniausiai naudojamas kasdieniame gyvenime, o ne gamyboje.
Šiandien termoelektrinis keitiklis beveik niekada nenaudojamas niekur. „Prašo“ daug išteklių, jis taip pat užima vietos, tačiau įtampa ir srovė, kurią ji gali sukurti ir paversti, yra labai maža, o tai yra nepelninga.
Šilumą paversti šviesa, o paskui - elektra
14.11.2019 924
"Terminiai fotonai yra fotonai, kuriuos skleidžia karštas kūnas". „Jei pažvelgsite į kažką karšto infraraudonųjų spindulių fotoaparatu, pamatysite, kad jis šviečia. Kamera rodo šiuos termiškai sužadintus fotonus “.
Išradimas yra hiperbolinis šilumos skleidėjas, galintis sugerti intensyvią šilumą, kuri priešingu atveju patektų į aplinką, suspausdama ją į siaurą pralaidumą ir skleisdama kaip šviesą tolesniam pavertimui elektra.
Šis atradimas tarnauja kaip kito tęsinys tyrimusatliktas Rice'o universiteto Browno technologijos mokykloje dar 2020 m., kai buvo rastas paprastas metodas sukurti labai išlygintas, į plokštes panašias plėveles iš sandariai supakuotų anglies nanovamzdelių.
Atliekų šiluma
Po diskusijų buvo nuspręsta, ar šias plėveles galima panaudoti „terminių fotonų“ nukreipimui.
"Terminiai fotonai yra fotonai, kuriuos skleidžia karštas kūnas". „Jei pažvelgsite į kažką karšto infraraudonųjų spindulių fotoaparatu, pamatysite, kad jis šviečia. Kamera rodo šiuos termiškai sužadintus fotonus “.
Infraraudonoji spinduliuotė Ar saulės spindulių komponentas teikia šilumą planetai, tačiau tai tik maža viso elektromagnetinio spektro dalis.
"Bet koks karštas paviršius skleidžia šviesą šiluminės spinduliuotės pavidalu."„Problema ta, kad šiluminė spinduliuotė yra plačiajuosčio ryšio, o šviesos pavertimas elektra yra efektyvus tik tuo atveju, jei spinduliuotė yra siauroje juostoje. Iššūkis buvo išspausti plačiajuosčio ryšio fotonus į siaurą juostą “.
Nanovamzdelių plėvelės leido izoliuoti vidurinius infraraudonųjų spindulių fotonus, kurie kitu atveju būtų švaistomi. Tai gali paskatinti plačiai naudoti šilumos atliekas, kurios sunaudoja apie 20% viso sunaudojamo pramonės energijos kiekio.
Anglies nanovamzdeliai gali perduoti šilumą
"Šiuo metu efektyviausias būdas šilumą paversti elektra yra turbinų ir garų ar kokio kito skysčio naudojimas. „Jie gali užtikrinti beveik 50 procentų konversijos efektyvumą. Nedaug to, kas šiandien žinoma, gali priartėti prie tokio efektyvumo, tačiau šias sistemas sunku įgyvendinti “.
Sulygintos anglies nanovamzdeliai išlieka termiškai stabilūs iki 1600 ° C ir pasižymi ypatinga anizotropija: laidūs viena kryptimi ir izoliuojantys kituose dviejuose - poveikis vadinamas hiperboline dispersija. Terminiai fotonai gali susidurti su plėvele, atvažiuojantys iš bet kurios krypties, tačiau išeiti tik po vienos.
Dėl šios kraštutinės anizotropijos infraraudonųjų spindulių viduryje gaunamas ypač didelis fotonų tankis, kuris pasireiškia stipriu rezonansu bangos ilgio dydžio gylio ertmėse.
"Užuot tiesiai pereinant nuo šilumos prie elektros, kelias pirmiausia eina iš šilumos į šviesą, o tik paskui - į elektrą." Iš pirmo žvilgsnio atrodo, kad du žingsniai būtų efektyvesni nei trys, bet šiuo atveju taip nėra “.
Pridėjus spinduolius prie standartinių saulės elementų, jų efektyvumas gali padidėti nuo dabartinės smailės - maždaug nuo 22% iki 80%. "Suspaudus visą panaudotą šilumos energiją į mažą spektro sritį, ją galima labai efektyviai paversti elektra." Be to, nanofotoniniai šilumos skleidėjai, turintys didelį fotonų tankį, gali žymiai pagerinti radiacijos aušinimo ir atliekų šilumos panaudojimo efektyvumą.
Galite sužinoti daugiau apie technologiją Skaityti Norėdami gauti daugiau informacijos, žr. ACS Photonics.
Šaltinis: Ryžių universitetas
Saulės šilumos ir elektros bangų generatorius
Elektros energijos šaltiniai gali būti labai skirtingi. Šiandien saulės termoelektrinių generatorių gamyba pradėjo populiarėti. Tokie įrenginiai gali būti naudojami švyturiuose, kosmose, automobiliuose, taip pat kitose gyvenimo srityse.
Saulės šilumos generatoriai yra puikus būdas taupyti energiją
RTG (reiškia radionuklidų termoelektrinį generatorių) veikia paverčiant izotopų energiją į elektros energiją. Tai labai ekonomiškas būdas gauti beveik nemokamą elektrą ir galimybę apšviesti, kai nėra elektros.
RTG savybės:
- Iš izotopų skilimo lengviau gauti energijos šaltinį, nei, pavyzdžiui, tą patį padaryti kaitinant degiklį ar žibalo lempą;
- Elektros gamyba ir dalelių skilimas galimas esant specialiems izotopams, nes jų irimo procesas gali trukti dešimtmečius.
Naudodamiesi tokia instaliacija, turite suprasti, kad dirbant su senais įrangos modeliais yra rizika gauti radiacijos dozę, o tokį įrenginį išmesti yra labai sunku. Jei jis nebus tinkamai sunaikintas, jis gali veikti kaip radiacinė bomba.
Pasirinkus instaliacijos gamintoją, geriau likti įmonėse, kurios jau įrodė save. Tokie kaip „Global“, „Altec“ („Altec“), TGM („Tgm“), „Cryotherm“, „Termiona“.
Beje, dar vienas geras būdas nemokamai gauti elektrą yra radijo bangų rinkimo generatorius.Jį sudaro filmų ir elektrolitinių kondensatorių poros, taip pat mažos galios diodai. Maždaug 10-20 metrų izoliuotas kabelis imamas kaip antena, o kitas įžeminimo laidas pritvirtinamas prie vandens ar dujų vamzdžio.
Rusijos mokslininkai gavo šilumos nuo šalčio
SB RAS Katalizės instituto mokslininkai išsiaiškino, kaip iš šalčio gauti šilumą, kurią galima naudoti šildant atšiauriomis klimato sąlygomis. Norėdami tai padaryti, jie siūlo porėtoje medžiagoje absorbuoti metanolio garus žemoje temperatūroje. Pirmieji tyrimo rezultatai, kuriuos palaikė dotacija
Rusijos mokslo fondas (RSF) buvo
paskelbta
žurnale „Applied Thermal Engineering“. Chemikai pasiūlė ciklą pavadinimu „Šiluma iš šalčio“ („TepHol“). Mokslininkai, naudodami metanolio adsorbcijos procesą, šilumą paverčia porėta medžiaga. Adsorbcija yra medžiagų absorbcijos iš tirpalo ar dujų mišinio kita medžiaga (adsorbentas) procesas, naudojamas medžiagoms atskirti ir valyti. Absorbuota medžiaga vadinama adsorbatu.
"Idėja buvo pirmiausia teoriškai numatyti, koks turėtų būti optimalus adsorbentas, ir tada sintetinti tikrą medžiagą, kurios savybės yra artimos idealui", - komentavo vienas iš tyrimo autorių, chemijos mokslų daktaras Jurijus Aristovas. - Darbinė medžiaga yra metanolio garai ir paprastai adsorbuojama aktyvintais anglimis. Pirmiausia paėmėme prekyboje esančius aktyvintus anglis ir juos panaudojome. Paaiškėjo, kad dauguma jų „neveikia“ labai gerai, todėl nusprendėme patys susintetinti naujus metanolio adsorbentus, specializuotus TepHol ciklui. Tai yra dviejų komponentų medžiagos: jos turi poringą matricą, palyginti inertišką komponentą, o aktyvus komponentas yra druska, gerai absorbuojanti metanolį “.
Tada mokslininkai atliko termodinaminę TepHol ciklo analizę, kuri suteikia apytikslę transformacijos proceso eigą, ir nustatė optimalias adsorbcijos įgyvendinimo sąlygas. Mokslininkai susidūrė su užduotimi išsiaiškinti, ar naujasis termodinaminis ciklas gali užtikrinti pakankamą efektyvumą ir galią šilumai generuoti. Norėdami atsakyti į šį klausimą, buvo sukurtas „TepHol“ įrenginio laboratorinis prototipas, kuriame buvo vienas adsorbentas, garintuvas ir kriostatai, imituojantys šaltą orą ir neužšąlantį vandenį. Adsorbentas buvo dedamas į specialų didelį aliuminio šilumokaitį. Ši instaliacija leidžia šilumą gaminti pertraukiamu režimu: ji išsiskiria, kai adsorbentas absorbuoja metanolį, ir tada reikia laiko pastarajam regeneruoti. Tam sumažėja metanolio slėgis virš adsorbento, o tai palengvina žema aplinkos temperatūra. „TepHol“ prototipo bandymai buvo atlikti laboratorinėmis sąlygomis, kur imituotos Sibiro žiemos temperatūros sąlygos, ir eksperimentas sėkmingai užbaigtas.
„Žiemą naudojant du natūralius termostatus (šilumos kaupimą), pavyzdžiui, aplinkos orą (T = -20 - -40 ° C) ir neužšąlantį upės, ežero, jūros ar požeminio vandens vandenį (T = 0 - 20 ° C) , esant 30–60 ° C temperatūrų skirtumui, šilumą galima gauti namams šildyti. Be to, kuo lauke šalčiau, tuo lengviau gauti naudingos šilumos “, - sakė Jurijus Aristovas.
Iki šiol mokslininkai susintetino keturis naujus sorbentus, kurie yra bandymo stadijoje. Anot autorių, pirmieji šių testų rezultatai labai džiugina.
„Siūlomas metodas leidžia gauti šilumos tiesiai vietoje regionuose su šaltomis žiemomis (Rusijos šiaurės rytuose, Šiaurės Europoje, JAV ir Kanadoje, taip pat Arktyje), o tai gali žymiai paspartinti jų socialinę ir ekonominę plėtrą.Net ir nedidelio kiekio aplinkos šilumos naudojimas žemoje temperatūroje gali pakeisti šiuolaikinės energijos struktūrą, sumažinti visuomenės priklausomybę nuo iškastinio kuro ir pagerinti mūsų planetos ekologiją “, - apibendrino Aristovas.
Ateityje Rusijos mokslininkų plėtra gali būti naudinga racionaliai naudojant žemos temperatūros pramonės atliekas (pvz., Aušinimo vandenį, kurį išleidžia šiluminės elektrinės, ir dujas, kurios yra šalutinis chemijos ir naftos produktas. naftos perdirbimo pramonė), transporto ir būsto bei komunalinių paslaugų, taip pat atsinaujinančios šilumos energijos, ypač atšiaurių klimato sąlygų žemės regionuose.
Kaip padaryti „Peltier“ elementą savo rankomis
Paprastas Peltier elementas yra plokštė, surinkta iš įvairių metalų dalių su jungtimis, skirta prisijungti prie tinklo. Tokia plokštė praleidžia srovę per save, kaitindama iš vienos pusės (pavyzdžiui, iki 380 laipsnių), o kita veikdama nuo šalčio.
„Peltier“ elementas yra specialus termoelektrinis keitiklis, veikiantis pagal to paties pavadinimo principą tiekiant elektros srovę.
Toks termogeneratorius turi priešingą principą:
- Viena pusė gali būti šildoma deginant kurą (pavyzdžiui, gaisras ant medienos ar kitos žaliavos);
- Kita pusė, priešingai, aušinama skysčio ar oro šilumokaičiu;
- Taigi ant laidų susidaro srovė, kurią galima naudoti pagal jūsų poreikius.
Tiesa, įrenginio našumas nėra labai puikus ir efektas nėra įspūdingas, tačiau, nepaisant to, toks paprastas namų gamybos modulis gali gerai įkrauti telefoną arba prijungti LED žibintuvėlį.
Šis generatoriaus elementas turi savo privalumų:
- Tylus darbas;
- Gebėjimas naudoti tai, kas yra po ranka;
- Lengvas svoris ir perkeliamumas.
Tokios naminės krosnys ėmė populiarėti tarp tų, kurie mėgsta nakvoti miške prie laužo, naudodamiesi žemės dovanomis ir kurie nenusibodo nemokamai gauti elektrą.
„Peltier“ modulis taip pat naudojamas kompiuterinėms plokštėms vėsinti: elementas yra prijungtas prie plokštės ir kai tik temperatūra tampa aukštesnė nei leistina, jis pradeda aušinti grandines. Viena vertus, į prietaisą patenka šalto oro erdvė, kita vertus, karšta. Populiarus yra 50X50X4mm (270w) modelis. Tokį prietaisą galite nusipirkti parduotuvėje arba pasigaminti patys.
Beje, prijungus stabilizatorių prie tokio elemento, prie išėjimo galėsite gauti puikų buitinių prietaisų įkroviklį, o ne tik šiluminį modulį.
Norėdami namuose pagaminti „Peltier“ elementą, turite pasiimti:
- Bimetaliniai laidininkai (apie 12 vienetų ar daugiau);
- Dvi keraminės plokštės;
- Kabeliai;
- Lituoklis.
Gamybos schema yra tokia: laidininkai yra lituojami ir dedami tarp plokščių, po to jie yra tvirtai pritvirtinti. Šiuo atveju turite prisiminti apie laidus, kurie tada bus pritvirtinti prie srovės keitiklio.
Tokio elemento taikymo sritis yra labai įvairi. Kadangi viena jo pusių linkusi atvėsti, šio prietaiso pagalba galite pagaminti nedidelį stovyklavimo šaldytuvą arba, pavyzdžiui, automatinį oro kondicionierių.
Bet, kaip ir bet kuris prietaisas, šis termoelementas turi savo privalumų ir trūkumų. Pliusai apima:
- Kompaktiškas dydis;
- Galimybė dirbti kartu su aušinimo arba kaitinimo elementais arba atskirai;
- Tylus, beveik tylus veikimas.
Minusai:
- Poreikis kontroliuoti temperatūros skirtumą;
- Didelis energijos suvartojimas;
- Žemas efektyvumo lygis ir didelės išlaidos.
Saulės kolektorių tipai - kokie jie?
Kolektoriai suprantami kaip prietaisai, galintys sugerti saulės energiją, modifikuoti ją į šilumą ir paskui išsiųsti į aušinimo skystį.Standartinis saulės kolektorius yra pagamintas iš plastiko arba metalo korpuso, kuriame sumontuotos juodos metalinės plokštės. Šias plokštes galima pašildyti iki tam tikros temperatūros.
Kolektoriai, atsižvelgiant į jo dydį, skirstomi į aukštą, vidutinę ir žemą temperatūrą. Nerealu namuose gaminti aukštos temperatūros prietaisus. Jie kuriami naudojant sudėtingas technologijas, skirtas eksploatuoti dideliuose pramonės objektuose. Vidutinės temperatūros statiniai, sukaupiantys pakankamą saulės energijos kiekį, gali būti naudojami gyvenamųjų pastatų šildymui, o žemos temperatūros - vandens šildymui. Visiškai įmanoma patiems pasigaminti šių dviejų tipų kolekcininkų.
Mus dominantys prietaisai yra suskirstyti į šiuos tipus:
- butas;
- kaupiamasis;
- oras;
- skystas.
Saulės kolektorius ant stogo
Plokščias kolektorius yra į dėžę panaši konstrukcija, pagaminta iš metalo su plokšte, kuri sugeria saulės šviesą. Jis uždengtas stikliniu dangteliu, kuriame yra mažai geležies, todėl beveik visi saulės spinduliai patenka į šilumą jutančią plokštelę. Struktūra būtinai yra termiškai izoliuota. Tokio kolektoriaus efektyvumas yra objektyviai mažas - apie 10%. Jį galima padidinti, plokštelei pritaikius specialų puslaidininkį su amorfinėmis charakteristikomis. Tokie prietaisai tinka šildyti vandenį kasdieniame gyvenime.
Termosifoninis (saugojimo) kolektorius laikomas efektyvesniu. Jis naudojamas tam tikrą laiką patalpoje šildyti vandenį ir palaikyti tam tikrą temperatūrą. Struktūriškai jis pagamintas 1-3 talpyklų pavidalu, sumontuotas dėžėje su šilumos izoliacija. Kaip plokščias prietaisas, jis yra padengtas stikliniu dangčiu. Šaltuoju metų laiku sunku naudoti tokį kolektorių. Tačiau vasarą, kai saulės šviesa yra labai stipri, ją galima naudoti namuose.
Skystose saulės konstrukcijose vanduo naudojamas kaip šilumos nešiklis. Jie gaminami pagal atvirą arba uždarą šilumos mainų principą, jie gali būti be stiklo ir glazūruoti. Tokių prietaisų veikimas kelia nepatogumų - jie dažnai nuteka ir gali užšalti žiemos mėnesiais. Oro surinktuvai, kurie dažniausiai naudojami džiovinant vaisius, daržoves ir palyginti nedidelį kiekį kitų žemės ūkio produktų, neturi šių problemų. Orlaivis yra struktūriškai paprastas, jį lengva prižiūrėti, todėl jis nusipelno pelnyto populiarumo.
Paprastas naminis generatorius
Nepaisant to, kad šie įrenginiai dabar nėra populiarūs, šiuo metu nėra nieko praktiškesnio, nei termoenergijos įrenginys, kuris gali visiškai pakeisti elektrinę viryklę, apšvietimo lempą kelionėje arba padėti, jei kraunamas į mobilųjį telefoną sugenda, įjungia elektrinį langą. Tokia elektra taip pat padės namuose nutrūkus elektros tiekimui. Jį galima gauti nemokamai, galima sakyti, už kamuolį.
Taigi, norint pagaminti termoelektrinį generatorių, turite paruošti:
- Įtampos reguliatorius;
- Lituoklis;
- Bet koks kūnas;
- Aušinimo radiatoriai;
- Terminė pasta;
- Peltier kaitinimo elementai.
Įrenginio surinkimas:
- Pirma, pagamintas prietaiso korpusas, kuris turėtų būti be dugno, su skylėmis apačioje orui ir viršuje su stovu konteineriui (nors tai nėra būtina, nes generatorius gali neveikti ant vandens) ;
- Toliau prie korpuso pritvirtinamas Peltier elementas, o per šaltą jo pusę per terminę pastą pritvirtinamas aušinimo radiatorius;
- Tada reikia lituoti stabilizatorių ir „Peltier“ modulį pagal jų polius;
- Stabilizatorius turėtų būti labai gerai izoliuotas, kad drėgmė ten nepatektų;
- Belieka patikrinti jo darbą.
Beje, jei nėra galimybės gauti radiatorių, galite naudoti kompiuterio aušintuvą arba automobilio generatorių. Iš tokio pakeitimo nieko baisaus nenutiks.
Stabilizatorių galima įsigyti su diodo indikatoriumi, kuris duos šviesos signalą, kai įtampa pasieks nurodytą vertę.
Pasidaryk pats termoelementas: proceso ypatybės
Kas yra termoelementas? Termoelementas yra elektros grandinė, sudaryta iš dviejų skirtingų elementų, turinčių elektrinį kontaktą.
Termoelemento, kurio kraštų temperatūros skirtumas yra 100 laipsnių, termoEMF yra apie 1 mV. Kad jis būtų aukštesnis, galima keletą nuosekliai sujungti termoelementų. Jūs gausite termopilį, kurio termoEMF bus lygus bendrai į jį įtrauktų termoelementų EMF sumai.
Termoelementų gamybos procesas yra toks:
- Sukuriamas tvirtas dviejų skirtingų medžiagų ryšys;
- Paimamas įtampos šaltinis (pavyzdžiui, automobilio akumuliatorius) ir prie vieno jo galo sujungti skirtingų medžiagų laidai, iš anksto susukti į ryšulį;
- Šiuo metu turite atsinešti šviną, sujungtą su grafitu, į kitą galą (čia tiks įprasta pieštuko lazdelė).
Beje, saugumui labai svarbu nedirbti esant aukštai įtampai! Didžiausias rodiklis šiuo atžvilgiu yra 40-50 voltų. Bet geriau pradėti nuo mažų galių nuo 3 iki 5 kW, palaipsniui jas didinant.
Taip pat yra „vandens“ būdas sukurti termoporą. Tai reiškia, kad būsimos konstrukcijos prijungtų laidų šildymas užtikrinamas lanko išmetimu, kuris atsiranda tarp jų ir stipraus vandens ir druskos tirpalo. Tokios sąveikos procese „vandens“ garai sulaiko medžiagas, po to termopora gali būti laikoma paruošta. Šiuo atveju svarbu, kokio skersmens produktas yra sujungtas. Jis neturėtų būti per didelis.
Nemokama elektra savo rankomis (vaizdo įrašas)
Gauti nemokamą elektrą nėra taip keblu, kaip atrodo. Dėl įvairių tipų generatorių, dirbančių su skirtingais šaltiniais, nutrūkus elektros tiekimui nebebaisu likti be šviesos. Šiek tiek įgūdžių ir jūs jau turite savo mini stotį, skirtą elektrai gaminti.
Malkomis kūrenama elektrinė yra vienas iš alternatyvių būdų tiekti elektrą vartotojams.
Toks prietaisas gali gauti elektros energiją su minimaliomis energijos sąnaudomis net tose vietose, kur visiškai nėra maitinimo šaltinio.
Malkas naudojanti elektrinė gali būti puikus pasirinkimas vasarnamių ir kaimo namų savininkams.
Taip pat yra miniatiūrinių versijų, tinkančių ilgų žygių mėgėjams ir leidžiantiems laiką gamtoje. Bet pirmiausia svarbu.
TURINYS (spustelėkite mygtuką dešinėje):
Ypatybės
Malkomis kūrenama jėgainė toli gražu nėra naujas išradimas, tačiau šiuolaikinės technologijos leido šiek tiek patobulinti anksčiau sukurtus prietaisus. Be to, elektros energijai gaminti naudojamos kelios skirtingos technologijos.
Be to, sąvoka „ant medžio“ yra šiek tiek netiksli, nes bet koks kietasis kuras (mediena, medienos drožlės, padėklai, anglis, koksas), apskritai, viskas, kas gali degti, yra tinkamas tokiai stočiai eksploatuoti.
Iškart pastebime, kad malkos, tiksliau jų degimo procesas, veikia tik kaip energijos šaltinis, užtikrinantis prietaiso, kuriame generuojama elektra, veikimą.
Pagrindiniai tokių elektrinių privalumai yra šie:
- Gebėjimas naudoti įvairiausius kietuosius degalus ir jų prieinamumas;
- Elektros tiekimas bet kur;
- Skirtingų technologijų naudojimas leidžia jums gauti elektrą su įvairiausiais parametrais (pakanka tik reguliariai įkrauti telefoną ir prieš maitinant pramoninę įrangą);
- Tai taip pat gali būti alternatyva, jei elektros energijos tiekimo sutrikimai yra dažni ir pagrindinis elektros energijos šaltinis.
Klasikinė versija
Kaip pažymėta, malkomis kūrenama elektrinė elektrai gaminti naudoja kelias technologijas. Tarp jų klasika yra garo energija arba tiesiog garo variklis.
Čia viskas paprasta - degančios malkos ar bet koks kitas kuras sušildo vandenį, dėl kurio jis virsta dujine būsena - garais.
Gautas garas tiekiamas į generatoriaus rinkinio turbiną, o sukdamas generatorius generuoja elektrą.
Kadangi garo variklis ir generatoriaus rinkinys yra sujungti vienoje uždaroje grandinėje, praeinant pro turbiną, garai atvėsinami, vėl tiekiami į katilą ir visas procesas kartojamas.
Toks elektrinės išdėstymas yra vienas iš paprasčiausių, tačiau jis turi daug reikšmingų trūkumų, vienas iš kurių yra sprogimo pavojus.
Po vandens perėjimo į dujinę būseną slėgis grandinėje žymiai padidėja, o jei jis nėra reguliuojamas, yra didelė dujotiekio plyšimo tikimybė.
Ir nors šiuolaikinėse sistemose naudojamas visas slėgio reguliavimo vožtuvų rinkinys, garo variklio veikimą vis tiek reikia nuolat stebėti.
Be to, įprastas šiame variklyje naudojamas vanduo gali sukelti nuosėdų susidarymą ant vamzdžių sienelių, o tai sumažina stoties efektyvumą (skalė pablogina šilumos perdavimą ir sumažina vamzdžių pralaidumą).
Bet dabar ši problema išspręsta naudojant distiliuotą vandenį, skysčius, išgrynintas priemaišas, kurios nusėda, arba specialias dujas.
Tačiau, kita vertus, ši elektrinė gali atlikti ir kitą funkciją - šildyti kambarį.
Čia viskas paprasta - atlikus savo funkciją (turbinos sukimąsi), garai turi būti atvėsinti, kad jie vėl pereitų į skystą būseną, kuriai reikalinga aušinimo sistema arba, paprasčiausiai, radiatorius.
Ir jei pastatysime šį radiatorių į patalpą, tada galų gale iš tokios stoties gausime ne tik elektrą, bet ir šilumą.
Taupymo metodai
Vienas iš variantų čia yra automatinio valdymo sistemos naudojimas šildymo sistemai namuose. Tokia įranga pati stebi temperatūrą lauke ir, priklausomai nuo jos, pasirenka butų šilumos tiekimo režimą.
Tokių namų gyventojai nebesusiduria su situacija, kai jau yra gana šilta, o bute esančios baterijos yra įkaitusios - kambaryje tampa per karšta ir jie turi atidaryti langus. Gyventojai patiria diskomfortą ir tuo pačiu turi mokėti už „papildomą“ šilumos energiją.
Kol kas tik keturi procentai namų turi automatinį šildymo valdymą. Tai leidžia butų savininkams kas mėnesį sutaupyti už komunalinius mokesčius.
Termoelektriniai generatoriai
Elektrinės su generatoriais, pastatytomis pagal Peltier principą, yra gana įdomus variantas.
Fizikas Peltieris atrado efektą, kad kai elektra praeina per laidininkus, susidedančius iš dviejų nepanašių medžiagų, ant vieno iš kontaktų absorbuojama šiluma, o antrajame - šiluma.
Be to, šis efektas yra priešingas - jei vienoje pusėje laidininkas pašildomas, o kitoje - aušinamas, tada jame bus generuojama elektra.
Tai yra priešingas poveikis, kuris naudojamas malkomis kūrenamose elektrinėse. Degdami jie sušildo vieną plokštės pusę (kuri yra termoelektrinis generatorius), susidedančią iš kubelių, pagamintų iš skirtingų metalų, o antroji jos dalis atvėsinama (tam naudojami šilumokaičiai), dėl ko atsiranda elektros energija. pasirodo ant plokščių gnybtų.
Dujų generatoriai
Antrasis tipas yra dujų generatoriai. Tokį prietaisą galima naudoti keliomis kryptimis, įskaitant elektros energijos gamybą.
Čia verta paminėti, kad pats toks generatorius neturi nieko bendro su elektra, nes jo pagrindinė užduotis yra gaminti degias dujas.
Tokio prietaiso veikimo esmė verčiasi tuo, kad kietojo kuro oksidacijos (degimo) procese išsiskiria dujos, įskaitant degias dujas - vandenilį, metaną, CO, kurios gali būti naudojamos įvairiems tikslams.
Pavyzdžiui, tokie generatoriai anksčiau buvo naudojami automobiliuose, kur įprasti vidaus degimo varikliai puikiai veikė išsiskyrusias dujas.
Dėl nuolatinio degalų drebėjimo kai kurie vairuotojai ir motociklininkai šiuos įrenginius jau pradėjo montuoti savo automobiliuose.
Tai yra, norint gauti elektrinę, pakanka turėti dujų generatorių, vidaus degimo variklį ir įprastą generatorių.
Pirmajame elemente bus išskiriamos dujos, kurios taps variklio varikliu, o tai, savo ruožtu, pasuks generatoriaus rotorių, kad gautų elektros energiją išėjimo galia.
Dujų jėgainių privalumai:
- Paties dujų generatoriaus konstrukcijos patikimumas;
- Susidariusias dujas galima naudoti vidaus degimo varikliui (kuris taps elektros generatoriaus pavara), dujų katilui, krosnies darbui;
- Priklausomai nuo naudojamo vidaus degimo variklio ir generatoriaus, elektrą galima gauti net pramoniniais tikslais.
Pagrindinis dujų generatoriaus trūkumas yra sudėtinga konstrukcija, nes jame turi būti katilas, kuriame vyksta visi dujų gamybos procesai, jo aušinimo ir valymo sistema.
Ir jei šis prietaisas bus naudojamas elektrai gaminti, stotyje taip pat turėtų būti vidaus degimo variklis ir elektros generatorius.
Kas gali gauti šilumos subsidiją?
Kryžminio subsidijavimo principo panaikinimas dar 2012 m., Pagal kurį įmonės daugiausia mokėjo už gyventojų sunaudotą šilumos energiją, sukėlė staigų šildymo tarifų padidėjimą. Siekiant sušvelninti neišvengiamą piliečių išlaidų šuolį, buvo nutarta mokėti subsidijas už šildymą. Jų dydis tiesiogiai priklauso nuo visų šeimos pajamų. Kuo ji mažesnė, tuo didesnė paramos suma iš biudžeto. Subsidijų dydžio apskaičiavimas atliekamas individualiai, atsižvelgiant į konkrečios situacijos ypatumus.
Paprastai šildymo išlaidų kompensavimo laipsnis apskaičiuojamas pagal taikomą koeficientą, kuris savo ruožtu nustatomas atsižvelgiant į šeimos pajamas vienam asmeniui. Ne kiekviena šeima gali pretenduoti į paramą šildymo sezonui. Norėdami tai padaryti, vidutinės pajamos vienam gyventojui turėtų būti ne daugiau kaip trisdešimt tūkstančių rublių. Tie piliečiai, kurie neturi net dešimties tūkstančių rublių vienam asmeniui, gauna pilną kompensaciją už savo šilumos energijos sąnaudas. Tiems, kurie yra tarp šių dviejų taškų ir turi nuo dešimties iki trisdešimt tūkstančių pajamų kiekvienam šeimos nariui, nustatomi savi koeficientai.
Surenkamų elektrinių atstovai
Atkreipkite dėmesį, kad šios galimybės - termoelektrinis generatorius ir dujų generatorius dabar yra prioritetiniai, todėl gaminamos paruoštos naudoti stotys, tiek buitinės, tiek pramoninės.
Žemiau yra keletas iš jų:
- Indigirkos krosnis;
- Turistinė krosnis „BioLite CampStove“;
- Elektrinė „BioKIBOR“;
- Elektrinė „Eco“ su dujų generatoriumi „Cube“.
Įprasta buitinė kietojo kuro krosnis (pagaminta pagal „Burzhayka“ krosnies tipą), su „Peltier“ termoelektriniu generatoriumi.
Puikiai tinka vasarnamiams ir mažiems namams, nes yra pakankamai kompaktiškas ir gali būti gabenamas automobilyje.
Pagrindinė malkų degimo energija naudojama šildymui, tačiau tuo pačiu metu esamas generatorius taip pat leidžia jums gauti 12 V įtampos ir 60 W galios elektros energiją.
Orkaitė "BioLite CampStove".
Taip pat naudojamas „Peltier“ principas, tačiau jis yra dar kompaktiškesnis (svoris yra tik 1 kg), leidžiantis jį pasiimti į žygius pėsčiomis, tačiau generatoriaus generuojamas energijos kiekis yra dar mažesnis, tačiau to pakaks įkraukite žibintuvėlį ar telefoną.
Taip pat naudojamas termoelektrinis generatorius, tačiau tai jau yra pramoninė versija.
Gamintojas, paprašęs, gali pagaminti prietaisą, kuris tiekia elektros energiją, kurios galia nuo 5 kW iki 1 MW. Bet tai turi įtakos stoties dydžiui, taip pat sunaudotam degalų kiekiui.
Pavyzdžiui, įrenginys, kurio galia 100 kW, per valandą sunaudoja 200 kg malkų.
Tačiau „Eco“ elektrinė yra dujų generatorius. Jo konstrukcijoje naudojamas dujų generatorius „Cube“, benzininis vidaus degimo variklis ir elektrinis generatorius, kurio galia yra 15 kW.
Be pramoninių paruoštų sprendimų, galite atskirai nusipirkti tuos pačius „Peltier“ termoelektrinius generatorius, bet be viryklės ir naudoti jį su bet kokiu šilumos šaltiniu.
Naudingo šilumos atgavimo privalumai
Kasybos ir skaičiavimo įrangos šalutinio produkto naudojimas yra universalus sprendimas daugumai vartotojų, todėl štai kodėl:
- taupyti energijos išteklius ir užtikrinti energetinę autonomiją. Decentralizacija ir nepriklausomybė nuo monopolinių šilumos tiekėjų sumažins išlaidas, ypač regionuose, kuriuose vyrauja šaltas klimatas;
- nereikia organizuoti karštų ir šaltų praėjimų, papildomai montuoti oro kondicionierius ir kitą pagalbinę įrangą. Mūsų siūlomas sprendimas yra „viskas viename“ kompleksas, jungiantis prie esamos infrastruktūros;
- gauti papildomų pajamų ne tik iš kasybos, bet ir per verslininkystės veiklą naudojant pagamintą šilumą arba ją pardavus;
- integracija į esamą infrastruktūrą. Mūsų pritaikytas unifikavimas ir paprastas montavimas leidžia prisijungti prie esamų įrenginių, o ne sukurti naują infrastruktūros kompleksą;
- nėra neigiamo poveikio aplinkai terminės taršos, šilumos salų atsiradimo, dirbtinės temperatūros inversijos virš šilumos šaltinio pavidalu. Atmosferoje nėra mikrocirkuliacijos ir nėra taršos perdavimo mechanizmo komplikacijų.
Naminės stotys
Be to, daugelis meistrų sukuria savarankiškai pagamintas stotis (dažniausiai pagrįstas dujų generatoriumi), kurios vėliau parduodamos.
Visa tai rodo, kad jūs galite savarankiškai pagaminti elektrinę iš turimų įrankių ir naudoti ją savo tikslams.
Toliau pažiūrėkime, kaip patys galite pagaminti įrenginį.
Remiantis termoelektriniu generatoriumi.
Pirmasis variantas yra elektrinė, pagrįsta „Peltier“ plokšte. Iš karto pastebime, kad namuose pagamintas prietaisas tinka tik telefonui, žibintuvui įkrauti ar apšvietimui naudojant LED lempas.
Gamybai jums reikės:
- Metalinis korpusas, kuris atliks krosnies vaidmenį;
- „Peltier“ plokštė (parduodama atskirai);
- Įtampos reguliatorius su įdiegta USB išvestimi;
- Šilumokaitis arba tiesiog ventiliatorius aušinimui (galite pasiimti kompiuterio aušintuvą).
Pasigaminti elektrinę yra labai paprasta:
- Mes gaminame viryklę. Paimame metalinę dėžę (pavyzdžiui, kompiuterio dėklą), išskleidžiame, kad orkaitė neturėtų dugno. Žemiau esančiose sienose padarome skylutes oro tiekimui. Viršuje galite įdiegti groteles, ant kurių galite pastatyti virdulį ir kt.
- Montuokite plokštę ant galinės sienos;
- Sumontuokite aušintuvą ant plokštelės viršaus;
- Prie plokštės prijungiame įtampos reguliatorių prie gnybtų, iš kurių maitiname aušintuvą, taip pat darome išvadas, kaip prijungti vartotojus.
Viskas veikia paprastai: kūrename medieną, kai plokštė įkaista, jos gnybtuose bus generuojama elektra, kuri bus tiekiama įtampos reguliatoriui. Aušintuvas įsijungs ir veiks iš jo, užtikrindamas plokštės aušinimą.
Belieka tik prijungti vartotojus ir stebėti degimo procesą krosnyje (laiku mesti malkas).
Remiantis dujų generatoriumi.
Antrasis elektrinės gamybos būdas yra gazifikatoriaus gamyba. Tokį prietaisą pagaminti yra daug sunkiau, tačiau elektros energija yra daug didesnė.
Norėdami tai padaryti, jums reikės:
- Cilindrinis indas (pavyzdžiui, išardytas dujų balionas). Jis atliks viryklės vaidmenį, todėl turėtų būti numatyti liukai kurui pakrauti ir kietiems degimo produktams valyti, taip pat oro tiekimas (norint užtikrinti geresnį degimo procesą, reikės priverstinio ventiliatoriaus) ir dujų išleidimo angos;
- Aušinimo radiatorius (gali būti pagamintas ritės pavidalu), kuriame dujos bus aušinamos;
- Galimybė sukurti „Ciklono“ tipo filtrą;
- Galimybė sukurti smulkių dujų filtrą;
- Benzino generatoriaus komplektas (bet jūs galite tiesiog pasiimti bet kurį benzininį variklį, taip pat įprastą 220 V asinchroninį elektrinį variklį).
Kur galima nukreipti šilumą iš įrangos?
Naudodami „BiXBiT“ įrenginį, šilumos perteklių galite naudoti tokiems poreikiams:
- šildyti tiekiamą orą ar vandenį, patenkantį į patalpą, kuri yra šildymo sistemos dalis (įskaitant „šiltų grindų“ sistemą) arba gyvenamojo pastato karštą vandenį;
- terpės perėjimas iš vienos fazės būsenos į kitą, garo generavimas. Mes, pavyzdžiui, kalbame apie darbinio mišinio fazinį perėjimą, siekiant užtikrinti šilumos variklių ar garų suspaudimo šaldymo mašinų ciklus;
- džiovinimo agento pašildymas;
- technologinių žaliavų šildymas;
- virimas (misa);
- žemės ūkis (šiltnamių kompleksai, šilumą mėgstančių augalų auginimas, egzotinių gyvūnų veisimas ir kt.).
Čia yra trys mūsų diegimo išdėstymo konkrečiomis sąlygomis pavyzdžiai.
Pramonės dirbtuvės. Šios rūšies produkcijos įmonėms dažniausiai gauna elektrą pigiais tarifais. Taip pat yra budėjimo transformatorių stočių, kurios dažniausiai būna nenaudojamos. Kambariai šildomi naudojant iškastinį kurą arba elektrą.
Mūsų įrengimo vieta leis efektyviau naudoti atsarginę elektros liniją, taip pat sutaupys įmonės išteklius patalpų šildymui prisijungiant prie centrinio šildymo sistemos.
Sandėlis, prekybos centras, biurų pastatas. Šio tipo patalpoms taikomas vidutinis elektros energijos tarifas, be to, jose yra galios rezervas. Kambariai šildomi naudojant iškastinį kurą arba elektrą.
Mūsų kompiuterinis blokas tiekia šilumą į kambarį ortakiais arba yra prijungtas prie centrinio šildymo sistemos.
Šiltnamiai. Privačios žemės ūkio bendrovės naudoja pigius tarifus arba elektros energiją iš saulės baterijų. Šiltnamiai taip pat daugiausia šildomi elektra.
Elektros energija šildymui yra nukreipta į mūsų įrenginio maitinimo šaltinį, kuris generuoja šilumą, reikalingą aukštai temperatūrai palaikyti. Elektrinė dirba visą parą, be to, augalai (gyvūnai) gauna reikiamą šilumos energiją.
Malkomis kūrenamos elektrinės pliusai ir minusai
Malkomis kūrenama elektrinė yra:
- Kuro prieinamumas;
- Galimybė gauti elektrą bet kur;
- Gaunamos elektros energijos parametrai yra labai skirtingi;
- Įrenginį galite pasigaminti patys.
- Tarp trūkumų pažymima:
- Ne visada didelis efektyvumas;
- Konstrukcijos tūris;
- Kai kuriais atvejais elektros energijos gamyba yra tik šalutinis poveikis;
- Norint gaminti elektrą pramoniniam naudojimui, reikia sudeginti didelį kiekį kuro.
Apskritai kietojo kuro jėgainių gamyba ir naudojimas yra vertas dėmesio variantas, kuris gali tapti ne tik alternatyva elektros tinklams, bet ir padėti nuo civilizacijos nutolusiose vietose.
Trumpai apie veikimo principą
Kad ateityje suprastumėte, kodėl reikalingos tam tikros dalys surenkant naminį termoelektrinį generatorių, pirmiausia pakalbėkime apie „Peltier“ elemento įrenginį ir jo veikimą. Šį modulį sudaro termoporos, nuosekliai sujungtos tarp keraminių plokščių, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau.
Kai elektros srovė praeina per tokią grandinę, atsiranda vadinamasis Peltier efektas - viena modulio pusė įkaista, o kita atvėsta. Kodėl mums to reikia? Viskas yra labai paprasta, jei elgsitės atvirkštine tvarka: šildykite vieną plokštės pusę, o kitą - atitinkamai, atvėsinkite žemos įtampos ir srovės elektros energiją. Tikimės, kad šiame etape viskas aišku, todėl mes kreipiamės į meistriškumo kursus, kurie aiškiai parodys, ką ir kaip savo rankomis pagaminti termoelektrinį generatorių.
