Gerador de corrente elétrica a gasolina para residência: tipos, parâmetros, recomendações de escolha.

A alta dos preços da energia estimula a busca por combustíveis mais eficientes e baratos, inclusive no domicílio. A maioria dos artesãos - entusiastas são atraídos pelo hidrogênio, cujo valor calorífico é três vezes maior que o do metano (38,8 kW contra 13,8 de 1 kg de substância). O método de extração em casa, ao que parece, é conhecido - a divisão da água por eletrólise. Na verdade, o problema é muito mais complicado. Nosso artigo tem 2 objetivos:

É provável que o setor de energia tenha produzido mais eletricidade com gás do que com carvão. Ambos os combustíveis representam atualmente cerca de 33 por cento, de acordo com fontes de energia federais. No entanto, o gás combustível não é controverso. A produção de formações de xisto usando perfuração horizontal e fraturamento hidráulico, que proporcionou grande parte do crescimento da produção na última década, poluiu alguns cursos de água e causou problemas de terremoto.

M de gás por dia, em média, no ano passado. Não precisava ser assim. Nos últimos anos, a indústria do carvão foi derrotada pela concorrência do gás barato e das regulamentações limpas que aumentaram o custo da queima de rocha negra suja. A tendência do gás veio para ficar. Os geradores estão adicionando mais instalações de gás quando as velhas usinas movidas a carvão forem desativadas, disse Costas.

• analisar a questão de como fazer um gerador de hidrogênio com custos mínimos;
• considere a possibilidade de utilizar a instalação para aquecimento de uma casa privada, reabastecimento de combustível e como máquina de soldar.

O hidrogênio, também conhecido como hidrogênio, - o primeiro elemento da tabela periódica - é a substância gasosa mais leve com alta atividade química. Durante a oxidação (ou seja, combustão), ele libera uma grande quantidade de calor, formando água comum. Vamos caracterizar as propriedades do elemento, formulando-as na forma de teses:

Com eletricidade e gás, você paga por duas coisas principais. A energia que você usa está desperdiçando energia em sua casa. ... Apenas mais de um terço do que você paga gera energia para você - o resto é o que você usa. Uma pequena parte do que você paga também é usada para financiar o trabalho dos reguladores do setor de energia.

* Os números que estão faltando não destacam os custos de transmissão das tarifas de energia. Existem vários processos para proteger a sua casa - e você acaba pagando por esses processos na sua conta. Sua conta cobre a geração, transmissão, distribuição e varejo de eletricidade. Inclui também uma pequena taxa administrada pela Autoridade de Eletricidade, que regula e regulamenta o setor de eletricidade.

Para referência. Os cientistas, que primeiro dividiram a molécula de água em hidrogênio e oxigênio, chamaram a mistura de gás explosivo por causa de sua tendência a explodir. Posteriormente, recebeu o nome de gás de Brown (pelo nome do inventor) e passou a ser designado pela fórmula hipotética NNO.

Primeiro, sua força deve ser gerada. Na Nova Zelândia, isso vem principalmente de energia hidrelétrica, energia geotérmica e gás natural. A transmissão é o movimento massivo de energia em todo o país. A eletricidade é transmitida da usina para um ponto de distribuição próximo à sua casa.

O principal canal de transmissão é acionado por vetor. A partir daí, seu poder é distribuído.A distribuição de energia do ponto de entrega ou distribuição até sua propriedade é feita por empresas de distribuição locais - linhas ou empresas de rede, ou, no caso de gás, empresas de rede de gás.

Anteriormente, os cilindros dos dirigíveis eram preenchidos com hidrogênio, que frequentemente explodia.

Do exposto, a seguinte conclusão se sugere: 2 átomos de hidrogênio combinam-se facilmente com 1 átomo de oxigênio, mas eles se separam com muita relutância. A reação de oxidação química prossegue com uma liberação direta de energia térmica de acordo com a fórmula:

Os custos de transmissão e distribuição de eletricidade são geralmente pagos pelo seu revendedor e incluídos como parte do que eles cobram de você. Em alguns casos, os varejistas separam os diferentes componentes da sua fatura para que você possa ver quanto está pagando por cada parcela. Em várias áreas, a empresa da rede fatura diretamente pelos custos de distribuição.

Os custos de transmissão e distribuição de gás são incluídos no preço de atacado quando os varejistas compram gás. A parcela da sua fatura que cobre a transmissão e distribuição é maior para o gás do que para a eletricidade. Seu revendedor é a empresa de energia com a qual você faz negócios e que envia sua fatura.

2H 2 + O 2 → 2H 2 O + Q (energia)

Aqui está um ponto importante que será útil para nós em um debriefing posterior: o hidrogênio reage espontaneamente com a ignição e o calor é liberado diretamente. Para separar uma molécula de água, será necessário gastar energia:

2H 2 O → 2H 2 + O 2 - Q

Esta é uma fórmula de reação eletrolítica que caracteriza o processo de divisão da água pela aplicação de eletricidade. Como implementar isso na prática e fazer um gerador de hidrogênio com suas próprias mãos, consideraremos mais adiante.

Os varejistas compram eletricidade gerada por empresas geradoras em um sistema comercial complexo. Para eletricidade, isso é chamado de mercado de eletricidade da Nova Zelândia. É neste nível de comercialização de eletricidade que você ouvirá termos como "mercado atacadista" e "preço à vista". O preço de atacado pelo qual os varejistas compram eletricidade pode afetar muito o preço que você paga.

Os geradores elétricos vendem eletricidade no mercado atacadista. É comprado por vendedores que o vendem para você. Embora o preço da eletricidade seja definido a cada meia hora e varie de acordo com a demanda, a maioria dos varejistas vende para você a um preço definido e geralmente faz contratos de compra e venda conhecidos como “hedges” com os atacadistas.

Criação de um protótipo

Para que você entenda com o que está lidando, primeiro nos propomos a montar o gerador mais simples para a produção de hidrogênio a um custo mínimo. O desenho de uma instalação caseira é mostrado no diagrama.

Existem alguns varejistas que vendem eletricidade com base no preço de contrato - portanto, o que você paga depende das mudanças no preço à vista. Há uma margem de preço para o varejista, mas como o varejista não tem que cobrir as flutuações do preço à vista, a margem é menor do que o preço de contrato especificado. Portanto, em média, comprar com preços locais é mais barato, mas mais arriscado do que contratos com preços.

Os proprietários do campo de gás pagam royalties ao governo e depois vendem o gás aos atacadistas, que os vendem aos varejistas. Os mercados de gás e eletricidade são cobrados para pagar às autoridades regulatórias que os supervisionam e para fornecer serviços para resolver reclamações de consumidores. As taxas de regulamentação da indústria de energia são extremamente baixas.

Em que consiste um eletrolisador primitivo:

• reator - recipiente de vidro ou plástico com paredes espessas;
• eletrodos de metal imersos em um reator de água e conectados a uma fonte de energia;
• o segundo reservatório atua como um selo d'água;
• tubos para a remoção de gás HHO.

Um ponto importante. A planta de hidrogênio eletrolítico opera apenas em corrente contínua. Portanto, use o adaptador CA, o carregador do carro ou a bateria como fonte de alimentação. Um gerador AC não funcionará.

Compare sua conta de eletricidade e economize

Descubra quem está fornecendo sua nova propriedade e como conseguir o melhor negócio de gás e eletricidade. Um fornecedor de switch é uma maneira rápida e fácil de reduzir os custos domésticos. Com tantas tarefas em sua lista de verificação de mudança de casa, lembrar-se de notificar seu atual fornecedor de energia - e descobrir quem é seu novo fornecedor de gás e eletricidade - provavelmente será o último em sua mente.

Descubra quem está fornecendo gás e eletricidade para a nova propriedade

A boa notícia é que essas duas tarefas não são tão difíceis de marcar na sua lista quanto você pode imaginar. Se você não conseguir obter essas informações de seus inquilinos atuais, poderá fazer algumas ligações para descobrir quem é seu novo fornecedor de energia. Você pode ligar para sua área de distribuição de eletricidade para descobrir quem está fornecendo sua eletricidade. Os números estão listados abaixo.

O princípio de funcionamento do eletrolisador é o seguinte:

Para fazer o projeto do gerador mostrado no diagrama com suas próprias mãos, você precisará de 2 frascos de vidro com gargalos e tampas largos, um conta-gotas médico e 2 dúzias de parafusos auto-roscantes. O conjunto completo de materiais é mostrado na foto.

Termogeradores. História e teoria

Um dia de mudança é estressante, mas lembre-se de cuidar de alguns detalhes sobre o gás e a eletricidade enquanto carrega suas caixas. Você será grato mais tarde, quando receber novas faturas em ordem. Agora que você mudou para sua nova propriedade, está quase pronto!

Por que pagar mais pela mesma energia?

Entre em contato com seu fornecedor de novas propriedades para informá-los de sua mudança e fornecer seu testemunho.

• Faça a leitura do contador na nova propriedade.
• Faça isso o mais rápido possível para garantir uma primeira contagem precisa.

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Ferramentas especiais exigirão uma pistola de cola para selar as tampas de plástico. O procedimento de fabricação é simples:

Para iniciar o gerador de hidrogênio, despeje água com sal no reator e ligue a fonte de alimentação. O início da reação será marcado pelo aparecimento de bolhas de gás em ambos os recipientes. Ajuste a tensão para o valor ideal e acenda o gás marrom que sai da agulha do conta-gotas.

Perguntas frequentes sobre mudança de casa e fornecedores de energia

E se minha nova propriedade tiver um medidor de pré-pagamento

Saiba mais sobre a economia de 7 metros, incluindo como é o seu tipo de medidor através do seu fornecedor. E se minha nova propriedade não for relacionada a gás ou eletricidade. Se a sua nova propriedade não estiver conectada à rede de gás ou eletricidade, você precisará solicitar uma conexão à operadora do veículo a gás ou à operadora da rede de distribuição.

Como fazer leituras de um medidor de gás ou leituras de um medidor de eletricidade?

Como alternativa, você pode entrar em contato com seu provedor preferencial primeiro e solicitar uma conexão por meio dele. Será cobrada uma taxa de conexão. Se você nunca leu um medidor de gás ou eletricidade, isso pode parecer assustador. Mas não se preocupe, temos um vídeo passo a passo para ajudá-lo a encontrar seus medidores, se você não sabe onde fica a propriedade, determine quais medidores você possui e, claro, leia o medidor.

O segundo ponto importante.Uma tensão muito alta não pode ser aplicada - o eletrólito, aquecido a 65 ° C ou mais, começará a evaporar rapidamente. Devido à grande quantidade de vapor d'água, o queimador não pode ser aceso. Para obter detalhes sobre como montar e iniciar um gerador de hidrogênio improvisado, consulte o vídeo:

Guia de troca de locatários Mesmo que você alugue você, ainda poderá trocar de energia.

• Os inquilinos podem pedir ao senhorio para trocar a energia.
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Não muito tempo atrás, o gás natural - o combustível que seu banho quente provavelmente lhe deu esta manhã - era considerado um combustível de "ponte" mais limpo porque era menos poluído do que outras alternativas. Para alguns fins, ainda existe, como quando substitui o diesel nos ônibus.

O dispositivo e o princípio de operação do gerador de gás para eletricidade

Gerador de eletricidade funciona com gás natural ou liquefeito

Um gerador doméstico movido a gás é freqüentemente usado para aquecimento. Seu dispositivo não difere de modelos semelhantes que funcionam com outros tipos de combustível. Ele contém as seguintes partes:

• Habitação. Pode ser retangular ou cilíndrico. Geralmente é feito de chapa de aço.
• A câmara de combustão. Uma vez que o dispositivo opera a gás, não requer um recipiente para carregar o combustível. Esta unidade é fabricada em aço resistente ao calor.
• Compressor. É necessário bombear o ar para o forno. Sem isso, o combustível não acende.
• Turbina. O ar aquecido e expandido entra nele.

Não há tanque de combustível na unidade, pois funciona com gás liquefeito ou natural. Em vez disso, é instalada uma câmara de combustão. O princípio de funcionamento do aparelho é simples. Primeiro, o ar entra no compressor, é comprimido e enviado para a câmara de combustão, onde é misturado a uma pequena quantidade de combustível. A mistura inflama e é levada a uma alta temperatura. O gás entra na turbina e a faz girar, gerando eletricidade. Parte dele é gasta na operação do próprio gerador doméstico a gás. Os produtos da combustão são descarregados através do tubo de escape.

Sobre a célula de hidrogênio de Meyer

Se você fez e testou o projeto acima, então pela queima da chama na ponta da agulha, provavelmente notou que a produtividade da instalação é extremamente baixa. Para obter mais gás oxidrogênio, você precisa fazer um dispositivo mais sério, chamado de célula de Stanley Meier em homenagem ao inventor.

Mas em nossas casas, alguns acreditam que o gás natural deve ser eliminado em favor dos aparelhos elétricos por razões climáticas. Já existe uma tendência de mudança do gás para a eletricidade. S. é totalmente elétrico. Essa tendência é mais forte no sul. Quando é queimado, ou especialmente se vaza sem queima, o gás natural contribui para as mudanças climáticas.

Reator de placa

Thomsen e vários outros recomendaram um tipo de aquecimento e ar condicionado conhecido como bombas de calor. Ele acredita que o futuro é a eletrificação das casas. Ele os recomenda para pessoas que têm sistemas solares em seus telhados, já que a eletricidade é paga.

O princípio de funcionamento da célula também é baseado na eletrólise, apenas o ânodo e o cátodo são feitos na forma de tubos inseridos um no outro. A tensão é fornecida pelo gerador de pulsos por meio de duas bobinas ressonantes, o que reduz o consumo de corrente e aumenta o desempenho do gerador de hidrogênio. O circuito eletrônico do dispositivo é mostrado na figura:

Ele os instala em apartamentos acessíveis em toda a Califórnia. “Uma geladeira usa mais eletricidade para aquecimento e resfriamento do que uma bomba de calor em um apartamento”, disse Armstrong. Mas as empresas de gás dizem que o gás natural ajuda a manter a disponibilidade de energia.Muitas pessoas lutam para pagar suas contas de serviços públicos e não podem arriscar.

É verdade que é ainda mais caro do que o gás na maioria das aplicações que usamos agora, disse ele. Quando as pessoas passam do gás para a eletricidade, às vezes têm que aumentar a manutenção elétrica na caixa do disjuntor e outro custo. Harris concorda que a eletricidade está ficando mais limpa. Mas ele disse que a instalação de turbinas eólicas e fazendas solares também requer o uso de combustíveis fósseis. Eles exigem muito concreto, e a energia para produzir e despejar o concreto vem de combustíveis fósseis.

Observação. Detalhes sobre o funcionamento do esquema são descritos no recurso https://www.meanders.ru/meiers8.shtml.

Para fazer uma célula de Meyer, você precisará de:

• um corpo cilíndrico feito de plástico ou acrílico, os artesãos costumam usar um filtro de abastecimento de água com uma tampa e bicos;
• tubos de aço inoxidável com diâmetro de 15 e 20 mm e comprimento de 97 mm;
• fios, isoladores.

A pesquisa ainda mostra que os parques eólicos e solares tendem a compensar o uso de combustível fóssil não muito tempo depois de começarem a operar. Cerca de 11% da eletricidade da Alemanha foi gerada por usinas movidas a gás. Além disso, as usinas movidas a gás atingem taxas de eficiência muito altas graças à tecnologia sofisticada, convertendo a maior parte da energia do gás natural em eletricidade. Em comparação, as usinas movidas a carvão podem atingir, no máximo, 50% de eficiência.

Fontes de iluminação atmosférica

As usinas a gás estão se tornando mais eficientes graças às melhorias feitas nas turbinas nas últimas décadas. Eles são movidos pela queima de gás natural, que aquece o ar que entra e aciona as turbinas, em um processo semelhante a um avião a jato. O movimento de rotação é transmitido através do eixo para um gerador elétrico, que gera eletricidade como um dínamo de bicicleta.

Tubos de aço inoxidável são presos a uma base dielétrica, fios conectados ao gerador são soldados a eles. A célula é composta por 9 ou 11 tubos, colocados em uma caixa de plástico ou acrílico, conforme mostrado na foto.

Os elementos são conectados de acordo com todo o esquema conhecido na Internet, que inclui uma unidade eletrônica, uma célula de Meyer e um selo d'água (o nome técnico é um borbulhador). Por razões de segurança, o sistema está equipado com sensores críticos de pressão e nível de água. De acordo com os artesãos caseiros, tal planta de hidrogênio consome uma corrente de cerca de 1 ampere a uma voltagem de 12 V e tem desempenho suficiente, embora não haja números exatos.

Diagrama esquemático de ligar o eletrolisador

Representantes de usinas pré-fabricadas

Note que essas opções - um termoelétrico e um gerador a gás passaram a ser prioritários, portanto, estão sendo produzidos postos prontos para uso, tanto domésticos quanto industriais.

Abaixo estão alguns deles:

• Fogão Indigirka;
• Forno turístico "BioLite CampStove";
• Central elétrica "BioKIBOR";
• Central elétrica "Eco" com gerador de gás "Cube".

Um fogão a combustível sólido doméstico comum (feito de acordo com o tipo de fogão "Burzhayka"), equipado com um gerador termoelétrico Peltier.

Perfeito para chalés de verão e pequenas casas, pois é compacto o suficiente e pode ser transportado em um carro.

A principal energia durante a combustão da lenha é utilizada para aquecimento, mas ao mesmo tempo o gerador existente também permite obter eletricidade com uma tensão de 12 V e uma potência de 60 W.

Forno "BioLite CampStove".

Ele também usa o princípio Peltier, mas é ainda mais compacto (pesa apenas 1 kg), o que permite levá-lo em caminhadas, mas a quantidade de energia gerada pelo gerador é ainda menor, mas será o suficiente para carregue uma lanterna ou telefone.

Também é utilizado um gerador termelétrico, mas já é uma versão industrial.

O fabricante, a pedido, pode fabricar um dispositivo que fornece uma saída de energia elétrica com uma capacidade de 5 kW a 1 MW. Mas isso afeta o tamanho da estação, bem como a quantidade de combustível consumido.

Por exemplo, uma instalação que produz 100 kW consome 200 kg de lenha por hora.

Mas a usina Eco é um gerador a gás. Seu projeto utiliza um gerador a gás “Cube”, um motor de combustão interna a gasolina e um gerador elétrico com capacidade de 15 kW.

Além das soluções industriais prontas, você pode comprar separadamente os mesmos geradores termoelétricos Peltier, mas sem fogão, e usá-los com qualquer fonte de calor.

Reator de placa

Um gerador de hidrogênio de alto desempenho capaz de garantir o funcionamento de um queimador a gás é feito de placas de aço inoxidável de 15 x 10 cm, cujo número varia de 30 a 70 peças. Furos são feitos para apertar os pinos e um terminal é cortado no canto para conectar o fio.

Além da chapa de aço inoxidável 316, você precisará comprar:

• borracha com 4 mm de espessura, resistente a álcalis;
• placas de extremidade feitas de plexiglass ou textolite;
• pregos de gravata M10-14;
• válvula de retenção para máquina de solda a gás;
• filtro de água para vedação de água;
• tubos de ligação de aço inoxidável ondulado;
• hidróxido de potássio em pó.

As placas devem ser montadas em um único bloco, isoladas umas das outras com gaxetas de borracha com centro recortado, conforme desenho. Puxe o reator resultante firmemente com pinos e conecte-o aos tubos de eletrólito. Este último vem de um recipiente separado equipado com uma tampa e válvulas de bloqueio.

Observação. Explicamos como fazer um eletrolisador tipo flow-through (seco). É mais fácil fabricar um reator com placas imersas - não há necessidade de colocar gaxetas de borracha, e o bloco montado é baixado para um recipiente selado com eletrólito.

Circuito gerador de tipo úmido

A montagem subsequente de um gerador produtor de hidrogênio é realizada de acordo com o mesmo esquema, mas com diferenças:

1. Um reservatório para a preparação do eletrólito é anexado ao corpo do aparelho. O último é uma solução de 7-15% de hidróxido de potássio em água.
2. Em vez de água, um desoxidante denominado é colocado no borbulhador - acetona ou um solvente inorgânico.
3. Uma válvula de retenção deve ser instalada na frente do queimador, caso contrário, quando o queimador de hidrogênio for suavemente desligado, o sopro irá romper as mangueiras e o borbulhador.

A forma mais fácil de alimentar o reator é utilizando um inversor de soldagem, não sendo necessária a montagem de circuitos eletrônicos. Como funciona o gerador de gás caseiro de Brown, o dono da casa dirá em seu vídeo:

Vantagens e desvantagens

O gerador pode ser conectado ao tubo de gás principal

Os geradores a gás para uso doméstico são convenientes porque usam diferentes tipos de combustível, que são muito mais baratos do que a gasolina. Eles têm as seguintes vantagens:

• a capacidade de se conectar a um cilindro e a um tubo principal;
• a utilização do dispositivo para geração de eletricidade, aquecimento de ambiente, recebimento de água quente;
• durabilidade, pois na utilização do gás, o desgaste das partes internas do gerador é mínimo;
• segurança ambiental;
• lucratividade.

No entanto, também existem desvantagens: o fornecimento de gás não está disponível em todos os lugares. Ao conectar-se ao backbone, é necessária a permissão de um serviço especial.

Apesar do custoso processo de instalação, a utilização de unidades geradoras de gás justifica-se em caso de frequentes cortes de energia ou na sua total ausência. Se for impossível usar o sistema de combustível principal, você pode usar cilindros.

Ao escolher um dispositivo, são levadas em consideração as condições de seu uso, bem como as tarefas que a unidade deve resolver.

É lucrativo obter hidrogênio em casa?

A resposta a esta pergunta depende do escopo de aplicação da mistura de oxigênio-hidrogênio. Todos os desenhos e diagramas publicados por vários recursos da Internet são projetados para liberar gás HHO para os seguintes fins:

• usar hidrogênio como combustível para carros;
• queimar hidrogênio sem fumaça em caldeiras e fornos de aquecimento;
• aplicar para soldagem a gás.

O principal problema que nega todas as vantagens do hidrogênio combustível: o custo da eletricidade para a liberação de uma substância pura supera a quantidade de energia obtida com sua combustão. Independentemente do que afirmam os adeptos das teorias utópicas, a eficiência máxima do eletrolisador chega a 50%. Isso significa que 2 kW de eletricidade são consumidos por 1 kW de calor recebido. O benefício é zero, mesmo negativo.

Vamos lembrar o que escrevemos na primeira seção. O hidrogênio é um elemento altamente ativo e reage com o oxigênio por conta própria, liberando muito calor. Tentando dividir a molécula estável de água, não podemos levar energia diretamente para os átomos. A divisão é realizada por eletricidade, metade da qual é dissipada para aquecimento dos eletrodos, água, enrolamentos do transformador e assim por diante.

Informações básicas importantes. O calor específico de combustão do hidrogênio é três vezes maior que o do metano, mas em peso. Se os compararmos por volume, então, quando 1 m³ de hidrogênio é queimado, apenas 3,6 kW de energia térmica será liberada contra 11 kW de metano. Afinal, o hidrogênio é o elemento químico mais leve.

Agora considere o gás oxihidrogênio obtido por eletrólise em um gerador de hidrogênio caseiro como combustível para as necessidades acima:

Para referência. Para queimar hidrogênio em uma caldeira de aquecimento, a estrutura terá que ser totalmente redesenhada, já que um queimador de hidrogênio pode derreter qualquer aço.

Como determinar a energia termoelétrica de um metal

A energia termoelétrica de um metal é determinada em relação à platina. Para isso, um termopar, um dos eletrodos de platina (Pt) e o outro de metal testado, é aquecido a 100 graus Celsius. O valor resultante em milivolts para alguns metais é mostrado abaixo. Além disso, deve-se notar que não apenas a magnitude da termelétrica muda, mas também seu sinal em relação à platina.

Neste caso, a platina desempenha o mesmo papel que 0 grau na escala de temperatura, e toda a escala de termelétrica se parece com isto:

• Antimônio +4,7
• Ferro +1.6
• Cádmio +0,9
• Zinco +0,75
• Cobre +0,74
• Ouro +0,73
• Prata +0,71
• Estanho +0,41
• Alumínio +0,38
• Mercúrio 0
• Platinum 0

A platina é seguida por metais com energia termoelétrica negativa:

Usando essa escala, é muito fácil determinar o valor da energia termoelétrica desenvolvida por um termopar composto de vários metais. Para isso, basta calcular a diferença algébrica dos valores dos metais com que são feitos os termeletrodos. Por exemplo, para o par antimônio - bismuto, este valor será +4,7 - (- 6,5) = 11,2 mV. Se você usar um par de ferro - alumínio como eletrodos, esse valor será apenas +1,6 - (+0,38) = 1,22 mV, que é quase dez vezes menor que o do primeiro par.

Se a junção fria for mantida a uma temperatura constante, por exemplo 0 graus, a energia termoelétrica da junção quente será proporcional à mudança de temperatura, que é usada em termopares.

Gerador caseiro simples

Apesar de esses aparelhos não serem populares atualmente, no momento nada mais prático do que uma unidade termogeradora, que é bastante capaz de substituir um fogão elétrico, uma lâmpada de iluminação durante a viagem, ou auxiliar, se o carregamento um telefone celular quebra, para alimentar uma janela elétrica. Essa eletricidade também ajudará em casa no caso de uma queda de energia. Pode ser obtido gratuitamente, por assim dizer, por uma bola.

Então, para fazer um gerador termoelétrico, você precisa se preparar:

• Regulador de voltagem;
• Ferro de solda;
• Qualquer pessoa;
• Radiadores de refrigeração;
• Pasta térmica;
• Elementos de aquecimento Peltier.

Montagem do dispositivo:

• Primeiramente é feito o corpo do dispositivo, que deve ser sem fundo, com orifícios na parte inferior para o ar e na parte superior com suporte para o recipiente (embora não seja necessário, pois o gerador pode não funcionar na água) ;
• Em seguida, um elemento Peltier é anexado ao corpo e um radiador de resfriamento é anexado ao seu lado frio por meio de pasta térmica;
• Depois é necessário soldar o estabilizador e o módulo Peltier, de acordo com seus polos;
• O estabilizador deve ser muito bem isolado para que a umidade não entre lá;
• Resta verificar seu trabalho.

A propósito, se não houver como conseguir um radiador, você pode usar um cooler de computador ou um gerador de carro. Nada de terrível acontecerá com essa substituição.

O estabilizador pode ser adquirido com um indicador de diodo que emitirá um sinal luminoso quando a tensão atingir o valor especificado.

Como os termogeradores foram criados

Já em meados do século XIX, foram feitas inúmeras tentativas de criação de termogeradores - aparelhos para geração de energia elétrica, ou seja, para alimentar diversos consumidores. As baterias feitas de termoelementos conectados em série deveriam ser usadas como tais fontes. O projeto de tal bateria é mostrado na Fig. 2

FIG. 2. Termopilha, dispositivo esquemático

A primeira bateria termoelétrica foi criada em meados do século 19 pelos físicos Oersted e Fourier. O bismuto e o antimônio eram usados ​​como termoeletrodos, exatamente o par de metais puros com a potência termoelétrica máxima. As junções quentes foram aquecidas com queimadores de gás e as junções frias foram colocadas em um recipiente com gelo. No decorrer de experimentos com termoeletricidade, foram inventadas posteriormente termopilhas, adequadas para uso em alguns processos tecnológicos e até mesmo para iluminação. Um exemplo é a bateria Clamont, desenvolvida em 1874, que era bastante potente para fins práticos: por exemplo, para douramento galvânico, bem como para uso em gráficas e oficinas de gravação solar. Na mesma época, o cientista Noé também se dedicava ao estudo de termopilhas, suas termopilhas também eram bastante difundidas em algum momento.

Mas todos esses experimentos, embora bem-sucedidos, estavam fadados ao fracasso, pois as termopilhas criadas a partir de termoelementos de metais puros tinham baixíssima eficiência, o que dificultava sua aplicação prática. Os vapores de metal puro têm uma eficiência de apenas alguns décimos de por cento. Os materiais semicondutores têm eficiência muito maior: alguns óxidos, sulfetos e compostos intermetálicos.

Propriedades dos materiais termoelétricos

Os resultados nos permitem esperar que em um futuro próximo, fontes de energia elétrica totalmente novas e ecologicamente corretas sejam obtidas. No nível molecular, uma combinação de cobalto, níquel, estanho e manganês foi produzida. O resultado é uma liga multiferrite com propriedades completamente novas. Ele combina uma combinação ideal de propriedades elétricas, elásticas e magnéticas. Devido a isso, há uma transformação de materiais de um para outro, e o efeito da temperatura leva a transformações de fase reversíveis. Durante uma demonstração deste material, ele, ao absorver o calor ambiente, causou uma geração inesperada de eletricidade no indutor ao seu redor.

Assim, o material obtido pode ser de grande importância prática no futuro. Por exemplo, a conversão do calor gerado por um carro pode ser usada para carregar baterias.

Termopares semicondutores

Uma verdadeira revolução na criação de termoelementos foi feita pelos trabalhos do Acadêmico A.I. Ioffe.No início dos anos 30 do século XX, ele propôs a ideia de que com a ajuda dos semicondutores é possível converter a energia térmica, inclusive a solar, em energia elétrica. Graças às pesquisas realizadas, já em 1940, foi criada uma fotocélula semicondutora para converter a energia da luz solar em energia elétrica. A primeira aplicação prática de termoelementos semicondutores deve ser considerada, aparentemente, "chapéu-coco partidário", que possibilitou fornecer energia a algumas rádios partidárias portáteis.

Os elementos de constantan e SbZn serviram de base para o termogerador. A temperatura das junções frias foi estabilizada por água fervente, enquanto as junções quentes foram aquecidas por uma chama de fogo, proporcionando assim uma diferença de temperatura de pelo menos 250 ... 300 graus. A eficiência de tal dispositivo não era superior a 1,5 ... 2,0%, mas a potência para alimentar as estações de rádio era suficiente. É claro que, naqueles tempos de guerra, o design do "chapéu-coco" era segredo de estado, e mesmo agora muitos fóruns na Internet estão discutindo seu design.

Uso de sistemas alternativos de energia

A busca por fontes alternativas de energia é um poderoso vetor global que determina o futuro da energia em todo o mundo. Já hoje, os seguintes produtos são usados ​​para aquecimento e eletricidade em edifícios:

• energia solar;
• energia eólica;
• energia derivada da terra (energia geotérmica);
• energia dos mares e oceanos;
• energia das águas interiores;
• energia de biomassa;
• energia do biogás.

Energia renovável e suas fontes

Basicamente, as fontes alternativas de energia são divididas em renováveis ​​e sintéticas. A diferença reside no fato de que as renováveis ​​utilizam diversos fenômenos naturais para gerar energia, enquanto as sintéticas são construídas a partir da síntese de combustível, ou seja, a substituição dos hidrocarbonetos naturais por materiais sintéticos.

A demanda e os preços da eletricidade estão crescendo não só em nosso país, mas em todo o mundo. Este é um preço inevitável a pagar pelo desenvolvimento de tecnologias modernas. E o termo "fontes renováveis" não é inteiramente correto - tudo porque a demanda é muitas vezes maior do que a reprodução dessas fontes: a cada ano a humanidade consome mais e mais petróleo, gás e carvão, os depósitos se esgotam, não existem mais. .

Tudo isso leva ao fato de que nas próximas décadas haverá uma escassez aguda de recursos de energia fóssil em todo o mundo.

O que isso significa para proprietários de casas particulares?

Isso significa que é hora de começar a se preparar para um forte aumento nos preços da energia. Sim, isso não vai acontecer hoje e não imediatamente. Mas é melhor estar pronto neste momento, isolar a casa, substituir a caldeira, instalar novos sistemas de fontes de energia, tentar tornar a sua casa o mais eficiente possível.

Hoje, em residências particulares, a energia renovável de fontes alternativas pode ser obtida instalando:

• Painéis solares (coletores solares);
• Bomba de calor;
• Recuperadores de ventilação;
• Turbinas eólicas;
• Instalação de sistemas de alimentação externa (https://saen.com.ua/vneshnee-elektrosnabzhenie.html).

Dado o nosso clima continental frio e rigoroso, uma fonte de aquecimento em casa pode não ser suficiente. E aqui já é necessário olhar as combinações:

• Se a sua área tiver muitos dias de sol, pode ser considerada uma combinação de painéis solares e aquecimento por caldeira tradicional. Durante o dia, o sol vai economizar combustível, e à noite (enquanto os painéis estão carregando) a casa será aquecida por uma caldeira;
• Se houver ventos fortes e frequentes em sua área, definitivamente vale a pena considerar a instalação de um moinho de vento. Você pode combinar a energia eólica com o aquecimento da caldeira da mesma forma descrita acima;
• Para um uso mais racional da energia em regiões mais quentes, geralmente é possível considerar a substituição das caldeiras tradicionais por caldeiras de biomassa, bombas de calor e sistemas de recuperação de calor de ventilação.

Mais importante ainda, as fontes alternativas de energia fornecerão estabilidade de aquecimento para sua casa. Afinal, não é segredo para ninguém que as quedas de energia são bastante frequentes em muitos assentamentos e aldeias russas.

Energia solar

O principal elemento de uma usina solar doméstica são células fotovoltaicas feitas de pastilhas de silício. Sob a influência da radiação solar, eles geram eletricidade, além disso, de forma totalmente gratuita.

Os coletores solares também podem ser usados ​​como meio de transferência de calor secundário. Por exemplo, eles podem ser usados ​​para manter a água quente constante na casa. Obviamente, é necessário projetar corretamente essa instalação, levando em consideração o número de moradores e sua necessidade de água quente, bem como o nível de luz solar que entra no telhado da casa. Idealmente, os coletores devem ser instalados no lado sul da casa.

Energia eólica

Instalar uma turbina eólica doméstica também é uma solução interessante, mas até agora cara para a maioria dos proprietários. Mas esse sistema é menos dependente do tempo e do número de dias de sol - os moinhos de vento funcionam constantemente, mudando apenas o torque.

Recuperador e recuperação de calor

Um recuperador é um dispositivo especial instalado no sistema de ventilação, cuja principal função é devolver o ar quente que sai da casa para a casa.

Existem muitos modelos e tipos de recuperadores no mercado. Eles são relativamente baratos. Para o melhor efeito, recomenda-se escolher dispositivos com eficiência máxima (acima de 90%) e consumo não superior a 0,35 W de potência por 1 m3 de ar.

Fusão de energia renovável: soluções híbridas

Mais de uma fonte de energia alternativa pode ser combinada em uma casa. A solução mais popular são os coletores híbridos usando células fotovoltaicas e coletores solares. Ao mesmo tempo, eles aquecem água e geram eletricidade.

Energia e calor podem até mesmo ser extraídos de águas residuais hoje. Existem no mercado os chamados sistemas de aquecimento de sulfeto de hidrogênio. Eles coletam a água quente que antes era usada para lavar ou lavar a louça e a transferem para o sistema de aquecimento doméstico. Este sistema consiste em um filtro, um tanque especial de águas residuais e uma bomba.

Você decide qual dispositivo escolher para sua casa. Se o orçamento for limitado e você não tiver certeza de que o dispositivo funcionará de forma eficiente, é recomendável começar aos poucos: instalar um painel solar ou recuperador. E já há para olhar.

Os sistemas alternativos de energia podem substituir completamente a caldeira?

Não, eles ainda não podem. Fontes alternativas de energia são freqüentemente criticadas por seu baixo consumo de energia - nem painéis solares, nem fazendas eólicas, nem recuperadores, é claro, podem resolver completamente o problema de aquecimento e eletricidade em uma casa particular. Ou podem, mas será muito caro.

No entanto, outro fato também é óbvio - que tais dispositivos já estão se tornando um componente importante da engenharia de muitas casas, uma vez que muitos proprietários perceberam que tais sistemas podem economizar muito nas contas de gás e luz.

Termogerador doméstico

Já no pós-guerra dos anos 50, a indústria soviética começou a produzir o termogerador TGK-3, cujo objetivo principal era alimentar rádios a bateria em áreas rurais não eletrificadas. A potência do gerador era de 3 W, o que possibilitava alimentar receptores de bateria como Tula, Iskra, Tallinn B-2, Rodina-47, Rodina-52 e alguns outros.

A aparência do termogerador TGK-3 é mostrada na Fig. 3

FIG. 3. Termogerador TGK-3

Projeto do termogerador

Como já mencionado, o termogerador era destinado ao uso em áreas rurais, onde lâmpadas de querosene eram utilizadas para iluminação. Essa lâmpada, equipada com um termogerador, tornou-se não apenas uma fonte de luz, mas também de eletricidade. Ao mesmo tempo, não foram necessários custos adicionais com combustível, porque exatamente aquela parte do querosene que acabou de entrar na tubulação foi transformada em eletricidade.Além disso, esse gerador estava sempre pronto para funcionar, seu projeto era tal que simplesmente não havia nada para quebrar nele. O gerador podia simplesmente ficar ocioso, trabalhar sem carga e não tinha medo de curto-circuitos. A vida útil do gerador, em comparação com as baterias galvânicas, parecia eterna.

O papel da chaminé no lampião a querosene é desempenhado pela parte cilíndrica alongada do vidro. Quando a lâmpada foi usada em conjunto com um termogerador, o vidro foi encurtado e um transmissor de calor metálico 1 foi inserido nele, conforme mostrado na Fig. quatro.

FIG. 4. Lâmpada de querosene com gerador termoelétrico

A parte externa do transmissor de calor tem a forma de um prisma multifacetado no qual as termopilhas são instaladas. Para aumentar a eficiência da transferência de calor, o trocador de calor tinha vários canais longitudinais em seu interior. Passando por esses canais, os gases quentes iam para o escapamento 3, simultaneamente aquecendo a termopilha, mais precisamente, suas junções quentes. Um radiador refrigerado a ar foi usado para resfriar as junções frias. Consiste em nervuras de metal presas às superfícies externas dos blocos de termopilha.

Termogerador - TGK3 consistia em duas seções independentes. Um deles produziu uma tensão de 2 V com uma corrente de carga de até 2A. Esta seção foi usada para obter a tensão anódica das lâmpadas usando um transdutor de vibração. Outra seção com tensão de 1,2 V e corrente de carga de 0,5 A foi usada para alimentar os filamentos das lâmpadas.

É fácil calcular que o termogerador tinha uma potência não superior a 5 watts, mas era o suficiente para o receptor, o que possibilitava alegrar as longas noites de inverno. Agora, é claro, parece simplesmente ridículo, mas naqueles tempos distantes, tal dispositivo era, sem dúvida, um milagre da tecnologia.

Fazer faça você mesmo

Você pode fazer um gerador termoelétrico com suas próprias mãos. Para isso, você precisará de alguns elementos:

• Módulo capaz de suportar temperaturas de até 300-400 ° C.
• Um conversor boost cuja finalidade é receber uma tensão contínua de 5 V.
• Aquecedor em forma de fogo, vela ou algum tipo de fogão em miniatura.
• Resfriador. Água ou neve são as opções mais populares disponíveis.
• Elementos de conexão. Para isso, você pode usar canecas ou potes de diversos tamanhos.

Os fios entre o transmissor e o módulo devem ser isolados com um composto resistente ao calor ou selante convencional. É necessário montar o dispositivo na seguinte sequência:

1. Deixe apenas a caixa da fonte de alimentação.
2. Cole o módulo Peltier com o lado frio no radiador.
3. Depois de limpar e polir previamente a superfície, é necessário colar o elemento do outro lado.
4. A partir da entrada do conversor de tensão, é necessário soldar os fios às saídas da placa.

Neste caso, o termogerador para o correto funcionamento deve ser dotado das seguintes características: tensão de saída - 5 volts, tipo de saída para conexão do dispositivo - USB (ou qualquer outro, dependendo das preferências), a potência mínima de carga deve ser 0,5 A Neste caso, você pode usar qualquer tipo de combustível.

Verificar o mecanismo é bastante simples. Você pode colocar vários galhos secos e finos dentro. Coloque-os no fogo e, após alguns minutos, conecte algum dispositivo, por exemplo, um telefone para recarregar. Não é difícil montar um termogerador. Se tudo for feito corretamente, vai durar mais de um ano em viagens e caminhadas.