Ak chcete získať elektrinu, musíte nájsť potenciálny rozdiel a dirigenta Ľudia sa vždy snažili šetriť peniaze a v ére neustále rastúcich účtov za elektrinu to nie je vôbec prekvapujúce. Dnes už existujú spôsoby, ako môže človek pre neho získať zadarmo elektrinu. Spravidla ide o určité inštalácie pre domácich majstrov, ktoré sú založené na elektrickom generátore.
Termoelektrický generátor a jeho zariadenie
Termoelektrický generátor je zariadenie, ktoré generuje elektrickú energiu z tepla. Je to vynikajúci parný zdroj elektriny, aj keď s nízkou účinnosťou.
Ako zariadenie na priamu premenu tepla na elektrickú energiu sa používajú termoelektrické generátory, ktoré využívajú princíp činnosti bežných termočlánkov
Termoelektrika je v podstate priama premena tepla na elektrinu v kvapalných alebo pevných vodičoch a potom obrátený proces ohrevu a ochladenia kontaktu rôznych vodičov pomocou elektrického prúdu.
Zariadenie generátora tepla:
- Generátor tepla má dva polovodiče, z ktorých každý pozostáva z určitého počtu elektrónov;
- Sú tiež navzájom prepojené vodičom, nad ktorým je vrstva schopná viesť teplo;
- K nemu je tiež pripojený termionický vodič na prenos kontaktov;
- Ďalej prichádza na rad chladiaca vrstva, za ktorou nasleduje polovodič, ktorého kontakty vedú k vodiču.
Bohužiaľ generátor tepla a energie nie je vždy schopný pracovať s vysokými kapacitami, preto sa používa hlavne v každodennom živote a nie vo výrobe.
Dnes sa termoelektrický prevodník takmer nikdy nepoužíva. „Pýta si“ veľa zdrojov, zaberá tiež miesto, ale napätie a prúd, ktoré dokáže generovať a prevádzať, sú veľmi malé, čo je mimoriadne nerentabilné.
Premenu tepla na svetlo a potom na elektrinu
14.11.2019 924
„Tepelné fotóny sú fotóny emitované horúcim telesom.“ "Ak sa pomocou infračervenej kamery pozriete na niečo horúce, uvidíte, že to žiari." Kamera zobrazuje tieto tepelne excitované fotóny. ““
Vynález je hyperbolický žiarič tepla schopný absorbovať intenzívne teplo, ktoré by inak uniklo do životného prostredia, komprimovať ho do úzkej šírky pásma a emitovať ho ako svetlo na ďalšiu premenu na elektrinu.
Tento objav slúži ako pokračovanie iného výskumuskutočnené na Brown School of Technology na Rice University už v roku 2020, keď sa našla jednoduchá metóda na vytvorenie vysoko zarovnaných doskovitých filmov z pevne zabalených uhlíkových nanorúrok.
Odpadové teplo
Diskusie viedli k rozhodnutiu, či je možné tieto filmy použiť na smerovanie „termálnych fotónov“.
„Tepelné fotóny sú fotóny emitované horúcim telesom.“ "Ak sa pomocou infračervenej kamery pozriete na niečo horúce, uvidíte, že to žiari." Kamera zobrazuje tieto tepelne excitované fotóny. ““
Infra červená radiácia Je zložkou slnečného žiarenia, ktorá dodáva teplo planéte, ale je to len malá časť celého elektromagnetického spektra.
„Akýkoľvek horúci povrch vyžaruje svetlo vo forme tepelného žiarenia.“„Problém je v tom, že tepelné žiarenie je širokopásmové a premena svetla na elektrinu je účinná, iba ak je žiarenie v úzkom pásme. Výzvou bolo stlačiť širokopásmové fotóny do úzkeho pásma. ““
Filtre z nanorúrok umožnili izolovať fotóny v strednej infračervenej oblasti, ktoré by sa inak minuli. To môže motivovať k rozšírenému využívaniu odpadového tepla, ktoré predstavuje asi 20% všetkej priemyselnej spotreby energie.
Uhlíkové nanorúrky môžu prenášať teplo
„Najefektívnejším spôsobom, ako momentálne premieňať teplo na elektrinu, je používať na ich napájanie turbíny a paru alebo inú tekutinu.“ „Môžu dosiahnuť takmer 50-percentnú účinnosť konverzie. Nie veľa z toho, čo je dnes známe, sa nemôže priblížiť k takejto účinnosti, ale tieto systémy sa ťažko implementujú. ““
Zarovnané uhlíkové nanorúrky zostávajú tepelne stabilné až do 1 600 ° C a vykazujú extrémnu anizotropiu: vodivú v jednom smere a izolačnú v ďalších dvoch - efekt nazývaný hyperbolická disperzia. Tepelné fotóny sa môžu zraziť s filmom a prísť z ktoréhokoľvek smeru, opustiť ho však môžu až po jednom.
Táto extrémna anizotropia vedie k extrémne vysokej hustote fotónov v strednej infračervenej oblasti, ktorá sa prejavuje ako silné rezonancie v hĺbkových dutinách s veľkosťou pod vlnovou dĺžkou.
„Namiesto priameho prechodu z tepla na elektrinu vedie cesta najskôr z tepla do svetla a až potom k elektrine.“ „Na prvý pohľad sa zdá, že dva kroky by boli efektívnejšie ako tri, ale v tomto prípade to tak nie je.“
Pridanie žiaričov k štandardným solárnym článkom môže zvýšiť ich účinnosť z ich súčasného maxima okolo 22% na 80%. „Kompresiou všetkej energie z odpadového tepla do malej spektrálnej oblasti sa dá veľmi efektívne premeniť na elektrinu.“ Okrem toho môžu nanofotonické tepelné žiariče s vysokou hustotou fotónov výrazne zlepšiť účinnosť chladenia žiarením a spätného získavania odpadového tepla.
Môžete sa dozvedieť viac o tejto technológii čítať Ďalšie informácie nájdete v časti ACS Photonics.
Zdroj: Rice University
Solárny tepelný generátor elektrickej energie a rádiových vĺn
Zdroje elektrickej energie môžu byť veľmi odlišné. Dnes si výroba solárnych termoelektrických generátorov začala získavať na popularite. Takéto inštalácie môžu byť použité v majákoch, vo vesmíre, v automobiloch, ako aj v iných oblastiach života.
Solárne tepelné generátory sú skvelým spôsobom, ako šetriť energiu
RTG (znamená rádionuklidový termoelektrický generátor) pracuje tak, že prevádza izotopovú energiu na elektrickú. Jedná sa o veľmi ekonomický spôsob, ako získať takmer zadarmo elektrinu a možnosť osvetlenia pri absencii elektriny.
Vlastnosti RTG:
- Je jednoduchšie získať zdroj energie z rozpadov izotopov, ako napríklad to isté urobiť zahriatím horáka alebo petrolejovej lampy;
- Výroba elektriny a rozpad častíc je možná za prítomnosti špeciálnych izotopov, pretože proces ich rozpadu môže trvať desaťročia.
Pri použití takejto inštalácie musíte pochopiť, že pri práci so starými modelmi zariadení existuje riziko prijatia dávky žiarenia a je veľmi ťažké takéto zariadenie zlikvidovať. Ak nie je správne zničený, môže pôsobiť ako radiačná bomba.
Pri výbere výrobcu zariadenia je lepšie zostať vo firmách, ktoré sa už osvedčili. Ako napríklad Global, Altec (Altec), TGM (Tgm), Cryotherm, Termiona.
Mimochodom, ďalším dobrým spôsobom, ako získať elektrinu zadarmo, je generátor na zber rádiových vĺn.Skladá sa z párov filmových a elektrolytických kondenzátorov, ako aj z nízkoenergetických diód. Izolovaný kábel dlhý asi 10 - 20 metrov sa berie ako anténa a ďalší uzemňovací vodič je pripojený k vodovodnému alebo plynovému potrubiu.
Ruskí vedci sa ochladili
Vedci z Inštitútu katalýzy SB RAS prišli na to, ako získať teplo z chladu, ktoré sa dá využiť na vykurovanie v náročných klimatických podmienkach. Za týmto účelom navrhujú absorbovať pary metanolu pórovitým materiálom pri nízkych teplotách. Prvé výsledky štúdie podporenej grant
Ruská vedecká nadácia (RSF), boli
uverejnený
v časopise Applied Thermal Engineering. Chemici navrhli cyklus s názvom „Teplo z chladu“ („TepHol“). Vedci premieňajú teplo pomocou procesu adsorpcie metanolu na porézny materiál. Adsorpcia je proces absorpcie látok z roztoku alebo zmesi plynov inou látkou (adsorbentom), ktorá sa používa na oddeľovanie a čistenie látok. Absorbovaná látka sa nazýva adsorbát.
„Myšlienkou bolo najskôr teoreticky predpovedať, aký by mal byť optimálny adsorbent, a potom syntetizovať skutočný materiál s vlastnosťami blízkymi ideálnym,“ komentoval jeden z autorov štúdie doktor chémie Jurij Aristov. - Pracovnou látkou sú výpary metanolu a zvyčajne sa adsorbuje pomocou aktívnych uhlíkov. Najprv sme vzali komerčne dostupné aktívne uhlie a použili ich. Ukázalo sa, že väčšina z nich veľmi dobre „nefunguje“, a tak sme sa rozhodli syntetizovať nové metanolové adsorbenty špecializované na cyklus TepHol sami. Jedná sa o dvojzložkové materiály: majú pórovitú matricu, relatívne inertnú zložku a aktívnou zložkou je soľ, ktorá dobre absorbuje metanol. “
Vedci potom vykonali termodynamickú analýzu TepHolovho cyklu, ktorá poskytuje približnú predstavu o priebehu transformačného procesu a určila optimálne podmienky pre implementáciu adsorpcie. Vedci stáli pred úlohou zistiť, či nový termodynamický cyklus môže poskytnúť dostatočnú účinnosť a výkon na výrobu tepla. Na zodpovedanie tejto otázky bol navrhnutý laboratórny prototyp inštalácie TepHol s jedným adsorbérom, výparníkom a kryostatmi, ktoré simulovali studený vzduch a nemrznúcu vodu. Adsorbent bol umiestnený do špeciálneho veľkoplošného výmenníka tepla vyrobeného z hliníka. Toto zariadenie umožňuje vyrábať teplo prerušovaným spôsobom: uvoľňuje sa, keď adsorbent absorbuje metanol, a jeho regeneráciu potom trvá istý čas. Za týmto účelom sa zníži tlak metanolu v adsorbente, čo sa uľahčí nízkou teplotou okolia. Testy prototypu TepHol sa uskutočňovali v laboratórnych podmienkach, kde boli simulované teplotné podmienky sibírskej zimy a experiment bol úspešne ukončený.
„Používanie dvoch prírodných termostatov (akumulácia tepla) v zime, napríklad okolitého vzduchu (T = -20 - -40 ° C) a nemrznúcej vody z rieky, jazera, mora alebo podzemných vôd (T = 0 - 20 ° C) , s teplotným rozdielom 30 - 60 ° C, je možné získať teplo na vykurovanie domov. Navyše, čím je vonku chladnejšie, tým ľahšie sa získava užitočné teplo, “uviedol Jurij Aristov.
Vedci doteraz syntetizovali štyri nové sorbenty, ktoré sú vo fáze testovania. Podľa autorov sú prvé výsledky týchto testov veľmi povzbudivé.
„Navrhovaná metóda vám umožňuje získať teplo priamo na mieste v regiónoch s chladnými zimami (severovýchodné Rusko, severná Európa, USA a Kanada, ako aj Arktída), čo môže výrazne urýchliť ich sociálno-ekonomický rozvoj.Využitie čo i len malého množstva nízkoteplotného tepla životného prostredia môže viesť k zmene štruktúry modernej energie, k zníženiu závislosti spoločnosti od fosílnych palív a k zlepšeniu ekológie našej planéty, “uzavrel Aristov.
V budúcnosti môže byť vývoj ruských vedcov užitočný pre racionálne využitie nízkoteplotného tepelného odpadu z priemyslu (napríklad chladiacej vody vypúšťanej tepelnými elektrárňami a plynov, ktoré sú vedľajším produktom chemických látok a ropných produktov). rafinérsky priemysel), doprava a bývanie a komunálne služby, ako aj obnoviteľná tepelná energia, najmä v regiónoch Zeme s drsnými klimatickými podmienkami.
Ako vyrobiť Peltierov prvok vlastnými rukami
Spoločným Peltierovým prvkom je doska zostavená z častí rôznych kovov s konektormi na pripojenie k sieti. Takáto doska prechádza prúdom cez seba, na jednej strane sa zahrieva (napríklad až na 380 stupňov) a na druhej pracuje z chladu.
Peltierov prvok je špeciálny termoelektrický menič, ktorý pracuje na princípe rovnakého mena pre dodávku elektrického prúdu.
Takýto termogenerátor má opačný princíp:
- Jedna strana môže byť ohrievaná spaľovaním paliva (napríklad oheň na dreve alebo inej surovine);
- Druhá strana je naopak chladená kvapalným alebo vzduchovým výmenníkom tepla;
- Na vodičoch teda vzniká prúd, ktorý je možné použiť podľa vašich potrieb.
Je pravda, že výkon zariadenia nie je príliš vysoký a efekt nie je pôsobivý, ale napriek tomu môže taký jednoduchý domáci modul dobre nabiť telefón alebo pripojiť LED svietidlo.
Tento generátorový prvok má svoje výhody:
- Tichá práca;
- Schopnosť používať to, čo je po ruke;
- Nízka hmotnosť a prenosnosť.
Takéto domáce kachle si začali získavať obľubu u tých, ktorí radi prenocujú v lesoch pri ohni, využívajúc dary zeme a ktorí nebránia získaniu elektriny zadarmo.
Peltierov modul sa používa aj na chladenie počítačových dosiek: prvok je pripojený k doske a akonáhle teplota stúpne nad prípustnú hladinu, začne ochladzovať obvody. Studený vzduch vstupuje do zariadenia na jednej strane a horúci na druhej strane. Model 50X50X4mm (270w) je populárny. Takéto zariadenie si môžete kúpiť v obchode alebo si ho vyrobiť sami.
Mimochodom, pripojenie stabilizátora k takémuto prvku vám umožní získať vynikajúcu nabíjačku pre domáce spotrebiče na výstupe, a to nielen tepelný modul.
Ak chcete vyrobiť Peltierov prvok doma, musíte si vziať:
- Bimetalové vodiče (asi 12 kusov alebo viac);
- Dve keramické platne;
- Káble;
- Spájkovačka.
Schéma výroby je nasledovná: vodiče sú spájkované a umiestnené medzi doskami, po ktorých sú pevne pripevnené. V tomto prípade musíte pamätať na drôty, ktoré sa potom pripoja k meniču prúdu.
Rozsah použitia takéhoto prvku je veľmi rôznorodý. Pretože jedna z jeho strán má tendenciu ochladzovať, pomocou tohto zariadenia si môžete vyrobiť malú kempingovú chladničku alebo napríklad automatickú klimatizáciu.
Ale ako každé zariadenie, aj tento termočlánok má svoje klady a zápory. Medzi plusy patria:
- Kompaktná veľkosť;
- Schopnosť pracovať s chladiacimi alebo vykurovacími prvkami spoločne alebo s každým zvlášť;
- Tichý, prakticky tichý chod.
Minusy:
- Potreba kontroly teplotného rozdielu;
- Vysoká spotreba energie;
- Nízka úroveň účinnosti pri vysokých nákladoch.
Typy slnečných kolektorov - čo sú to?
Kolektormi sa rozumejú zariadenia, ktoré sú schopné absorbovať slnečnú energiu, meniť ju na teplo a potom ju odosielať do chladiacej kvapaliny.Štandardný slnečný kolektor je vyrobený vo forme plastového alebo kovového puzdra, v ktorom sú inštalované čierne kovové dosky. Tieto platne je možné ohriať na konkrétnu teplotu.
Podľa jeho veľkosti sú kolektory rozdelené na vysokú, strednú a nízku teplotu. Je nereálne vyrábať vysokoteplotné zariadenia doma. Sú vytvárané pomocou sofistikovaných technológií na prevádzku vo veľkých priemyselných zariadeniach. Na ohrev obytných budov možno použiť strednoteplotné konštrukcie, ktoré akumulujú dostatočné množstvo slnečnej energie, a nízkoteplotné na ohrev vody. Je celkom možné vyrobiť si tieto dva typy zberačov sami.
Zariadenia, ktoré nás zaujímajú, sú rozdelené do nasledujúcich typov:
- plochý;
- akumulačné;
- vzduch;
- tekutý.
Slnečný kolektor na streche
Plochý kolektor je kovová krabicová konštrukcia s doskou, ktorá absorbuje svetlo zo Slnka. Je pokrytá skleneným vekom s nízkym obsahom železa, kvôli ktorému na platňu snímajúcu teplo dopadá takmer všetko slnečné svetlo. Konštrukcia je nevyhnutne tepelne izolovaná. Účinnosť takéhoto kolektora je objektívne malá - asi 10%. Môže sa zvýšiť použitím špeciálneho polovodiča s amorfnými vlastnosťami na doštičku. Takéto zariadenia sú vhodné na ohrev vody v každodennom živote.
Termosifónový (skladovací) kolektor sa považuje za efektívnejší. Slúži na ohrev vody a na určitý čas udržiava teplotu na danej úrovni v miestnosti. Štrukturálne je vyrobený vo forme 1-3 nádrží inštalovaných v krabici s tepelnou izoláciou. Rovnako ako ploché zariadenie je pokryté skleneným vekom. V chladnej sezóne je ťažké použiť takýto zberač. Ale v lete, keď je svetlo Slnka veľmi silné, sa dá použiť doma.
Kvapalné solárne štruktúry používajú ako nosič tepla vodu. Vyrábajú sa na otvorenom alebo uzavretom princípe výmeny tepla, môžu byť bez skla a glazované. Prevádzka takýchto zariadení je plná nepríjemností - často unikajú a v zimných mesiacoch môžu dobre zamrznúť. Zberače vzduchu, ktoré sa najčastejšie používajú na sušenie ovocia, zeleniny a relatívne malého množstva iných poľnohospodárskych výrobkov, tieto problémy nemajú. Lietadlo je konštrukčne jednoduché, ľahko sa udržiava, preto sa teší zaslúženej popularite.
Jednoduchý domáci generátor
Napriek tomu, že tieto zariadenia nie sú v súčasnosti populárne, v súčasnosti nie je nič praktickejšie ako jednotka na výrobu tepla, ktorá je celkom schopná vymeniť elektrický sporák, svetelnú lampu počas cestovania alebo pomôcť, ak sa nabíjanie pokazí sa mobilný telefón na elektricky ovládané okno. Takáto elektrina pomôže doma aj v prípade výpadku elektriny. Dá sa zohnať zadarmo, dalo by sa povedať, na ples.
Na výrobu termoelektrického generátora je teda potrebné pripraviť:
- Regulátor napätia;
- Spájkovačka;
- Akýkoľvek orgán;
- Chladiace radiátory;
- Tepelná pasta;
- Peltierove vykurovacie články.
Zostavenie zariadenia:
- Najskôr je vyrobené telo prístroja, ktoré by malo byť bez dna, s otvormi v spodnej časti pre vzduch a v hornej časti so stojanom na nádobu (aj keď to nie je potrebné, pretože generátor nemusí pracovať na vode). ;
- Ďalej je k telu pripevnený Peltierov prvok a na jeho studenú stranu je prostredníctvom tepelnej pasty pripojený chladiaci radiátor;
- Potom musíte spájkovať stabilizátor a Peltierov modul podľa ich pólov;
- Stabilizátor by mal byť veľmi dobre izolovaný, aby sa tam nedostala vlhkosť;
- Zostáva skontrolovať jeho prácu.
Mimochodom, ak neexistuje spôsob, ako zohnať chladič, môžete namiesto toho použiť počítačový chladič alebo automobilový generátor. Z takejto výmeny sa nestane nič hrozné.
Stabilizátor je možné dokúpiť s diódovým indikátorom, ktorý bude vydávať svetelný signál, keď napätie dosiahne stanovenú hodnotu.
DIY termočlánok: funkcie procesu
Čo je to termočlánok? Termočlánok je elektrický obvod zložený z dvoch rôznych prvkov s elektrickým kontaktom.
TermoEMF termočlánku s teplotným rozdielom 100 stupňov na jeho okrajoch je asi 1 mV. Aby bola vyššia, je možné zapojiť niekoľko termočlánkov do série. Získate termočlánok, ktorého thermoEMF sa bude rovnať celkovému súčtu EMF termočlánkov v ňom zahrnutých.
Proces výroby termočlánku je nasledovný:
- Vytvorí sa silné spojenie dvoch rôznych materiálov;
- Odoberie sa zdroj napätia (napríklad autobatéria) a na jeho jeden koniec sa pripoja vodiče z rôznych materiálov vopred skrútených do zväzku;
- V tomto okamihu musíte na druhý koniec priviesť elektródu spojenú s grafitom (tu bude stačiť bežná tyčinka).
Mimochodom, pre bezpečnosť je veľmi dôležité nepracovať pod vysokým napätím! Maximálny indikátor v tomto ohľade je 40-50 Voltov. Ale je lepšie začať s malými výkonmi od 3 do 5 kW, postupne ich zvyšovať.
Existuje tiež „vodný“ spôsob vytvorenia termočlánku. Spočíva v zabezpečení ohrevu pripojených drôtov budúcej konštrukcie pomocou oblúkového výboja, ktorý sa objaví medzi nimi, a silného roztoku vody a soli. V procese takejto interakcie „vodné“ pary držia materiály pohromade, potom možno termočlánok považovať za pripravený. V takom prípade záleží na tom, s akým priemerom je výrobok zviazaný. Nemal by byť príliš veľký.
Bezplatná elektrina vlastnými rukami (video)
Získanie elektrickej energie zadarmo nie je také zložité, ako to znie. Vďaka rôznym typom generátorov pracujúcich s rôznymi zdrojmi už nie je strašidelné zostať bez svetla počas výpadku napájania. Trochu zručnosti a už máte pripravenú vlastnú mini stanicu na výrobu elektriny.
Drevná elektráreň je jedným z alternatívnych spôsobov dodávania elektriny spotrebiteľom.
Takéto zariadenie je schopné získavať elektrinu pri minimálnych nákladoch na energetické zdroje, a to aj na tých miestach, kde nie je vôbec napájaný.
Elektráreň, ktorá využíva palivové drevo, môže byť vynikajúcou voľbou pre majiteľov letných chát a vidieckych domov.
Existujú aj miniatúrne verzie, ktoré sú vhodné pre milovníkov dlhých túr a pobytu v prírode. Ale najskôr.
OBSAH (kliknite na tlačidlo vpravo):
Vlastnosti
Drevená elektráreň ani zďaleka nie je novým vynálezom, ale moderné technológie umožnili trochu vylepšiť skôr vyvinuté zariadenia. Na výrobu elektriny sa navyše používa niekoľko rôznych technológií.
Koncept „na dreve“ je navyše trochu nepresný, pretože na prevádzku takejto stanice je vhodné akékoľvek tuhé palivo (drevo, štiepky, palety, uhlie, koks), všeobecne všetko, čo môže horieť.
Ihneď si všimneme, že palivové drevo, alebo skôr proces ich spaľovania, funguje iba ako zdroj energie, ktorý zaisťuje fungovanie zariadenia, v ktorom sa vyrába elektrina.
Hlavné výhody takýchto elektrární sú:
- Schopnosť používať širokú škálu tuhých palív a ich dostupnosť;
- Získanie elektriny kdekoľvek;
- Použitie rôznych technológií umožňuje prijímať elektrinu so širokou škálou parametrov (postačujúcich iba na pravidelné dobíjanie telefónu a pred napájaním priemyselných zariadení);
- Môže tiež slúžiť ako alternatíva, ak sú bežné výpadky elektrickej energie, a tiež ako hlavný zdroj elektriny.
Klasická verzia
Ako bolo uvedené, drevná elektráreň využíva na výrobu elektriny niekoľko technológií. Klasikou medzi nimi je energia pary alebo jednoducho parný stroj.
Všetko je tu jednoduché - palivové drevo alebo akékoľvek iné palivo, horiace, ohrieva vodu, v dôsledku čoho sa mení na plynný stav - para.
Výsledná para sa privádza do turbíny generátorovej sústavy a otáčaním generátor generuje elektrinu.
Keďže parný stroj a generátorová sústava sú spojené v jednom uzavretom okruhu, po prechode turbínou sa para ochladí, opäť sa privádza do kotla a celý proces sa opakuje.
Takéto usporiadanie elektrárne je jedným z najjednoduchších, má však niekoľko významných nevýhod, z ktorých jedným je nebezpečenstvo výbuchu.
Po prechode vody do plynného stavu sa tlak v okruhu výrazne zvyšuje, a pokiaľ nie je regulovaný, je vysoká pravdepodobnosť pretrhnutia potrubia.
A hoci moderné systémy používajú celú sadu regulačných ventilov tlaku, prevádzka parného stroja si stále vyžaduje neustále sledovanie.
Obyčajná voda použitá v tomto motore môže navyše spôsobiť tvorbu vodného kameňa na stenách potrubí, čo znižuje účinnosť stanice (vodný kameň zhoršuje prenos tepla a znižuje priechodnosť potrubí).
Teraz je však tento problém vyriešený použitím destilovanej vody, kvapalín, vyčistených nečistôt, ktoré sa vyzrážajú, alebo špeciálnych plynov.
Ale na druhej strane môže táto elektráreň vykonávať inú funkciu - vykurovať miestnosť.
Všetko je tu jednoduché - po splnení svojej funkcie (rotácia turbíny) musí byť para ochladená tak, aby opäť prešla do kvapalného stavu, ktorý si vyžaduje chladiaci systém alebo jednoducho radiátor.
A ak umiestnime tento radiátor do interiéru, potom z takejto stanice nakoniec dostaneme nielen elektrinu, ale aj teplo.
Metódy úspor
Jednou z možností je použitie automatizovaných riadiacich jednotiek pre vykurovací systém v dome. Takéto zariadenie samo monitoruje teplotu vonku a v závislosti od nej volí režim dodávky tepla v bytoch.
Obyvatelia takýchto domov už nečelia situácii, keď je už relatívne teplo a batérie v byte sú horúce - v miestnosti sa príliš prehrieva a musia otvárať okná. Obyvatelia pociťujú nepohodlie a zároveň musia platiť za „extra“ tepelnú energiu.
Iba štyri percentá domov majú zatiaľ automatické riadenie kúrenia. Umožňuje vlastníkom bytov mesačne šetriť na účtoch.
Termoelektrické generátory
Elektrárne s generátormi postavenými podľa Peltierovho princípu sú celkom zaujímavou možnosťou.
Fyzik Peltier objavil efekt, že pri prechode elektriny cez vodiče pozostávajúce z dvoch odlišných materiálov sa teplo absorbuje na jednom z kontaktov a teplo sa uvoľňuje na druhom.
Tento efekt je navyše opačný - ak je na jednej strane vodič vyhrievaný a na druhej strane chladený, bude sa v ňom vyrábať elektrina.
Je to opačný efekt, aký sa používa v elektrárňach na drevo. Pri spálení zahrejú jednu polovicu dosky (čo je termoelektrický generátor) pozostávajúcu z kociek vyrobených z rôznych kovov a jej druhá časť sa ochladí (na čo sa používajú výmenníky tepla), v dôsledku čoho elektrina sa na svorkách platne objaví.
Plynové generátory
Druhým typom sú plynové generátory. Takéto zariadenie je možné použiť vo viacerých smeroch vrátane výroby elektriny.
Tu stojí za zmienku, že samotný takýto generátor nemá nič spoločné s elektrickou energiou, pretože jeho hlavnou úlohou je vyrábať horľavý plyn.
Podstata fungovania takéhoto zariadenia sa zakladá na skutočnosti, že v procese oxidácie (spaľovania) tuhého paliva sa vylučujú plyny vrátane horľavých plynov - vodík, metán, CO, ktoré sa dajú použiť na rôzne účely.
Napríklad také generátory sa predtým používali v automobiloch, kde konvenčné spaľovacie motory dokonale fungovali na emitovaný plyn.
Z dôvodu neustáleho chvenia paliva niektorí motoristi a motocyklisti už začali inštalovať tieto zariadenia do svojich automobilov.
To znamená, že na získanie elektrárne stačí mať plynový generátor, spaľovací motor a konvenčný generátor.
V prvom prvku sa bude uvoľňovať plyn, ktorý sa stane palivom pre motor a ten bude zase točiť rotor generátora, aby získal elektrinu na výstupe.
Medzi výhody plynových elektrární patria:
- Spoľahlivosť konštrukcie samotného plynového generátora;
- Výsledný plyn sa môže použiť na prevádzku spaľovacieho motora (z ktorého sa stane pohon elektrického generátora), plynového kotla, pece;
- V závislosti od použitého spaľovacieho motora a elektrického generátora sa dá elektrina získať aj na priemyselné účely.
Hlavnou nevýhodou plynového generátora je ťažkopádna štruktúra, pretože musí obsahovať kotol, v ktorom prebiehajú všetky procesy výroby plynu, jeho chladenie a čistenie.
Ak sa má toto zariadenie používať na výrobu elektriny, potom by stanica mala obsahovať aj spaľovací motor a elektrický generátor.
Kto má nárok na dotáciu na teplo?
Zrušenie princípu krížových dotácií ešte v roku 2012, podľa ktorého podniky platili hlavne za tepelnú energiu spotrebovanú obyvateľstvom, spôsobilo prudké zvýšenie taríf za vykurovanie. S cieľom vyrovnať nevyhnutný skok vo výdavkoch občanov sa rozhodlo o vyplácaní dotácií na kúrenie. Ich veľkosť priamo závisí od celkového príjmu rodiny. Čím je nižšia, tým vyššia je výška pomoci z rozpočtu. Výpočet výšky dotácií sa vykonáva individuálne, v závislosti od špecifík konkrétnej situácie.
Všeobecne sa miera náhrady nákladov na vykurovanie počíta na základe uplatneného koeficientu, ktorý sa zase stanoví v závislosti od príjmu rodiny na osobu. Nie každá rodina môže požadovať nárok na dotáciu na vykurovaciu sezónu. Aby ste to dosiahli, mali by ste mať priemerný príjem na obyvateľa najviac tridsaťtisíc rubľov. Tí občania, ktorí nemajú ani desaťtisíc rubľov na osobu, dostávajú úplnú náhradu nákladov na tepelnú energiu. Pre tých, ktorí sa nachádzajú medzi týmito dvoma bodmi a majú príjem od desať do tridsaťtisíc pre každého člena rodiny, sú stanovené ich vlastné koeficienty.
Zástupcovia montovaných elektrární
Upozorňujeme, že tieto možnosti - termoelektrický generátor a plynový generátor sú teraz prioritami, preto sa vyrábajú hotové stanice na použitie, domáce aj priemyselné.
Tu je niekoľko z nich:
- Kachle Indigirka;
- Turistická pec „BioLite CampStove“;
- Elektráreň "BioKIBOR";
- Elektráreň „Eco“ s plynovým generátorom „Cube“.
Bežná pec na tuhé palivo pre domácnosť (vyrobená podľa typu kachlí „Burzhayka“) vybavená termoelektrickým generátorom Peltier.
Ideálne pre letné chaty a malé domčeky, pretože je dostatočne kompaktný a dá sa prepravovať v aute.
Hlavná energia počas spaľovania palivového dreva sa používa na vykurovanie, ale súčasne existujúci generátor umožňuje aj získavanie elektriny s napätím 12 V a výkonom 60 W.
Rúra na pečenie „BioLite CampStove“.
Využíva tiež Peltierov princíp, ktorý je však ešte kompaktnejší (hmotnosť je iba 1 kg), čo vám umožní vziať si ho na turistické výlety, ale množstvo energie generovanej generátorom je ešte menšie, ale bude to stačiť na nabiť baterku alebo telefón.
Používa sa tiež termoelektrický generátor, ale toto je už priemyselná verzia.
Výrobca na požiadanie môže vyrobiť zariadenie, ktoré poskytuje výkon elektriny s kapacitou od 5 kW do 1 MW. To však ovplyvňuje veľkosť stanice a tiež množstvo spotrebovaného paliva.
Napríklad zariadenie, ktoré produkuje 100 kW, spotrebuje 200 kg palivového dreva za hodinu.
Ale elektráreň Eco je generátor plynu. Jeho konštrukcia využíva plynový generátor „Cube“, benzínový spaľovací motor a elektrický generátor s výkonom 15 kW.
Okrem priemyselných hotových riešení si môžete samostatne kúpiť rovnaké termoelektrické generátory Peltier, ale bez kachlí, a použiť ich s akýmkoľvek zdrojom tepla.
Výhody priaznivého spätného získavania tepla
Používanie vedľajšieho produktu z ťažobného a výpočtového zariadenia je pre väčšinu používateľov univerzálnym riešením a tu je dôvod, prečo:
- úspora energetických zdrojov a zabezpečenie energetickej autonómie. Decentralizácia a nezávislosť od monopolných dodávateľov tepla zníži náklady, najmä v regiónoch s chladným podnebím;
- nie je potrebné organizovať teplé a studené uličky, dodatočne inštalovať klimatizačné zariadenia a ďalšie pomocné zariadenia. Riešením, ktoré ponúkame, je komplexný komplex „všetko v jednom“, ktorý sa pripája k existujúcej infraštruktúre;
- získanie ďalších príjmov nielen z ťažby, ale aj z podnikateľskej činnosti s využitím vyrobeného tepla alebo z jeho predaja;
- integrácia do existujúcej infraštruktúry. Zjednotenie, ktoré sme použili, a ľahká inštalácia nám umožňujú pripojiť sa k existujúcim zariadeniam a nevytvárať nový komplex infraštruktúry;
- nedochádza k negatívnym dopadom na životné prostredie v podobe tepelného znečistenia, vzhľadu tepelných ostrovov, umelej teplotnej inverzie nad zdrojom tepla. Neexistuje žiadna mikrocirkulácia atmosféry a komplikácie mechanizmu prenosu znečistenia.
Domáce stanice
Mnoho remeselníkov tiež vytvára stanice vlastnej výroby (zvyčajne založené na generátore plynu), ktoré sa potom predávajú.
To všetko naznačuje, že si môžete samostatne vyrobiť elektráreň z improvizovaných prostriedkov a použiť ju na svoje vlastné účely.
Ďalej sa pozrime, ako si môžete zariadenie vyrobiť sami.
Na základe termoelektrického generátora.
Prvou možnosťou je elektráreň založená na Peltierovej doske. Ihneď podotýkame, že podomácky vyrobené zariadenie je vhodné iba na nabíjanie telefónu, baterky alebo na osvetlenie pomocou LED žiaroviek.
Na výrobu budete potrebovať:
- Kovové telo, ktoré bude hrať úlohu pece;
- Peltierova doska (predáva sa osobitne);
- Regulátor napätia s nainštalovaným USB výstupom;
- Výmenník tepla alebo iba ventilátor na zabezpečenie chladenia (môžete si vziať počítačový chladič).
Výroba elektrárne je veľmi jednoduchá:
- Vyrábame kachle. Vezmeme si kovovú škatuľu (napríklad počítačovú skrinku), rozložíme ju tak, aby rúra nemala dno. V stenách dole robíme otvory pre prívod vzduchu. V hornej časti môžete nainštalovať rošt, na ktorý môžete umiestniť kanvicu atď.
- Namontujte dosku na zadnú stenu;
- Namontujte chladič na vrchnú časť dosky;
- Na svorky z dosky, z ktorej napájame chladič, pripojíme regulátor napätia a tiež urobíme závery pre pripojenie spotrebiteľov.
Všetko funguje jednoducho: drevo rozpálime, pretože sa doska zahrieva, na jej svorkách sa bude vyrábať elektrina, ktorá sa bude dodávať do regulátora napätia. Chladič sa spustí a bude od neho pracovať, čím zabezpečí chladenie dosky.
Zostáva len pripojiť spotrebiteľov a monitorovať proces spaľovania v kachliach (včas vyhodiť palivové drevo).
Na základe generátora plynu.
Druhým spôsobom, ako vyrobiť elektráreň, je výroba splynovača. Takéto zariadenie je oveľa ťažšie vyrobiť, ale výkon elektriny je oveľa vyšší.
Na jeho výrobu budete potrebovať:
- Cylindrická nádoba (napríklad demontovaná plynová fľaša). Bude hrať úlohu kachlí, preto by mali byť vybavené poklopy na plnenie paliva a čistenie pevných produktov spaľovania, ako aj prívod vzduchu (na zabezpečenie lepšieho procesu spaľovania bude potrebný nútený ventilátor) a výstup plynu;
- Chladiaci chladič (môže byť vyrobený vo forme špirály), v ktorom bude chladený plyn;
- Kapacita na vytvorenie filtra typu „Cyclone“;
- Kapacita na vytvorenie filtra jemného plynu;
- Sada benzínového generátora (môžete si však vziať akýkoľvek benzínový motor a bežný asynchrónny elektromotor na 220 V).
Kam možno nasmerovať teplo zo zariadenia?
Pomocou jednotky BiXBiT môžete prebytočné teplo využiť na nasledujúce potreby:
- vykurovanie prívodného vzduchu alebo vody vstupujúcej do miestnosti, ktorá je súčasťou vykurovacieho systému (vrátane systému "teplá podlaha"), alebo dodávky teplej vody bytového domu;
- prechod média z jedného fázového stavu do druhého, tvorba pary. Hovoríme napríklad o fázovom prechode pracovnej zmesi na zabezpečenie cyklov tepelných motorov alebo parných kompresných chladiacich strojov;
- zahrievanie sušiaceho činidla;
- ohrev technologických surovín;
- varenie (vriaca mladina);
- poľnohospodárstvo (skleníkové komplexy, pestovanie teplomilných rastlín, chov exotických zvierat atď.).
Tu sú tri príklady umiestnenia našej inštalácie do konkrétnych podmienok.
Priemyselná dielňa. Výroba tohto typu prijíma elektrinu pre podniky najčastejšie za lacné tarify. K dispozícii sú tiež pohotovostné transformačné stanice, ktoré sú väčšinu času nečinné. Izby sú vykurované fosílnymi palivami alebo elektrinou.
Umiestnenie našej inštalácie umožní efektívnejšie využitie záložného elektrického vedenia a tiež ušetrí zdroje spoločnosti na vykurovaní priestorov pripojením k systému ústredného kúrenia.
Sklad, obchodné centrum, administratívna budova. Tieto typy priestorov majú priemernú tarifu za elektrinu a majú tiež výkonovú rezervu. Izby sú vykurované fosílnymi palivami alebo elektrinou.
Naša počítačová jednotka dodáva teplo do miestnosti prostredníctvom vzduchových potrubí alebo je pripojená k systému ústredného kúrenia.
Skleníky. Súkromné poľnohospodárske spoločnosti používajú lacné tarify alebo elektrinu zo solárnych panelov. Skleníky sa tiež vykurujú hlavne elektrinou.
Elektrická energia na vykurovanie je vedená do napájacieho zdroja našej inštalácie, ktorý generuje teplo potrebné na udržanie vysokej teploty. Inštalácia je v prevádzke 24 hodín denne, 7 dní v týždni a zodpovedajúcim spôsobom rastliny (zvieratá) stabilne prijímajú požadovanú dodávku tepelnej energie.
Výhody a nevýhody elektrárne na drevo
Drevná elektráreň je:
- Dostupnosť paliva;
- Schopnosť získať elektrinu kdekoľvek;
- Parametre prijatej elektriny sú veľmi odlišné;
- Zariadenie si môžete vyrobiť sami.
- Medzi nedostatky je potrebné poznamenať:
- Nie vždy vysoká účinnosť;
- Objemnosť konštrukcie;
- V niektorých prípadoch je výroba elektriny iba vedľajším účinkom;
- Na výrobu elektriny na priemyselné použitie sa musí spaľovať veľké množstvo paliva.
Všeobecne je výroba a použitie elektrární na tuhé palivá možnosťou, ktorá si zaslúži pozornosť, a môže sa stať nielen alternatívou k energetickým sieťam, ale môže pomôcť aj na miestach vzdialených od civilizácie.
Stručne o zásade konania
Aby ste v budúcnosti pochopili, prečo sú pri zostavovaní domáceho termoelektrického generátora potrebné určité časti, najskôr si povieme niečo o zariadení Peltierovho prvku a o tom, ako funguje. Tento modul sa skladá z termočlánkov zapojených do série medzi keramickými platňami, ako je to znázornené na obrázku nižšie.
Keď takýmto obvodom prejde elektrický prúd, dôjde k takzvanému Peltierovmu javu - jedna strana modulu sa zahreje, druhá ochladí. Prečo to potrebujeme? Všetko je veľmi jednoduché, ak pracujete v opačnom poradí: zahrejte jednu stranu dosky a druhú vychladnite, môžete vyrábať elektrinu nízkeho napätia a prúdu. Dúfame, že v tejto fáze je všetko jasné, preto sa obrátime na majstrovské kurzy, ktoré jasne ukážu, čo a ako vyrobiť termoelektrický generátor vlastnými rukami.
