Lektion 24. Wie sich atmosphärische Luft erwärmt (§24) - Arbeitsbuch Klasse 6 - Tagebuch des Geographen-Pfadfinders Letyagin (Answers and gdz)

Um Strom zu erhalten, müssen Sie einen potenziellen Unterschied und einen Leiter finden. Die Menschen haben immer versucht, Geld zu sparen, und im Zeitalter stetig wachsender Stromrechnungen ist dies keineswegs überraschend. Es gibt bereits heute Möglichkeiten, wie eine Person kostenlosen Strom für sie kostenlos erhalten kann. In der Regel handelt es sich dabei um bestimmte Heimwerkerinstallationen, die auf einem elektrischen Generator basieren.

Thermoelektrischer Generator und sein Gerät

Ein thermoelektrischer Generator ist ein Gerät, das aus Wärme elektrische Energie erzeugt. Es ist eine ausgezeichnete Dampfstromquelle, wenn auch mit geringem Wirkungsgrad.

Als Vorrichtung zur direkten Umwandlung von Wärme in elektrische Energie werden thermoelektrische Generatoren verwendet, die das Funktionsprinzip herkömmlicher Thermoelemente verwenden

Im Wesentlichen ist Thermoelektrizität die direkte Umwandlung von Wärme in Elektrizität in flüssigen oder festen Leitern und dann der umgekehrte Vorgang des Erhitzens und Abkühlens des Kontakts verschiedener Leiter unter Verwendung eines elektrischen Stroms.

Wärmeerzeuger:

• Ein Wärmeerzeuger hat zwei Halbleiter, von denen jeder aus einer bestimmten Anzahl von Elektronen besteht;
• Sie sind auch durch einen Leiter miteinander verbunden, über dem sich eine Schicht befindet, die Wärme leiten kann;
• Daran ist auch ein thermionischer Leiter zum Übertragen von Kontakten angebracht;
• Als nächstes kommt die Kühlschicht, gefolgt vom Halbleiter, dessen Kontakte zum Leiter führen.

Leider kann ein Wärme- und Stromerzeuger nicht immer mit hohen Kapazitäten arbeiten, weshalb er hauptsächlich im Alltag und nicht in der Produktion eingesetzt wird.

Heute wird der thermoelektrische Wandler fast nie mehr irgendwo eingesetzt. Es "fragt" nach vielen Ressourcen, es nimmt auch Platz ein, aber die Spannung und der Strom, die es erzeugen und umwandeln kann, sind sehr gering, was äußerst unrentabel ist.

Wärme in Licht und dann in Elektrizität umwandeln

14.11.2019 924

"Thermische Photonen sind Photonen, die von einem heißen Körper emittiert werden." „Wenn Sie mit einer Infrarotkamera etwas Heißes betrachten, können Sie sehen, dass es leuchtet. Die Kamera zeigt diese thermisch angeregten Photonen. "

Die Erfindung ist ein hyperbolischer Wärmestrahler, der intensive Wärme absorbieren kann, die sonst an die Umgebung entweichen würde, sie auf eine schmale Bandbreite komprimiert und als Licht zur weiteren Umwandlung in Elektrizität emittiert.

Diese Entdeckung dient als Fortsetzung einer anderen Forschungdurchgeführt an der Brown School of Technology an der Rice University im Jahr 2020, als eine einfache Methode gefunden wurde, um hoch ausgerichtete, plattenartige Filme aus dicht gepackten Kohlenstoffnanoröhren herzustellen.

Abwärme

Diskussionen führten zu der Entscheidung, ob diese Filme zur Kanalisierung von "thermischen Photonen" verwendet werden könnten.

"Thermische Photonen sind Photonen, die von einem heißen Körper emittiert werden." „Wenn Sie mit einer Infrarotkamera etwas Heißes betrachten, können Sie sehen, dass es leuchtet. Die Kamera zeigt diese thermisch angeregten Photonen. "

Infrarotstrahlung Ist eine Komponente des Sonnenlichts, die dem Planeten Wärme zuführt, aber dies ist nur ein kleiner Teil des gesamten elektromagnetischen Spektrums.

"Jede heiße Oberfläche gibt Licht in Form von Wärmestrahlung ab."„Das Problem ist, dass die Wärmestrahlung breitbandig ist und die Umwandlung von Licht in Elektrizität nur dann effektiv ist, wenn die Strahlung in einem schmalen Band liegt. Die Herausforderung bestand darin, Breitbandphotonen in ein schmales Band zu pressen. "

Nanoröhrenfilme ermöglichten die Isolierung von Photonen im mittleren Infrarot, die sonst verschwendet würden. Dies könnte die weit verbreitete Nutzung von Abwärme motivieren, die etwa 20% des gesamten industriellen Energieverbrauchs ausmacht.

Kohlenstoffnanoröhren können Wärme übertragen

"Der derzeit effizienteste Weg, Wärme in Elektrizität umzuwandeln, besteht darin, Turbinen und Dampf oder eine andere Flüssigkeit zu verwenden, um sie anzutreiben." „Sie können eine Umwandlungseffizienz von fast 50 Prozent erzielen. Nicht viel von dem, was heute bekannt ist, kann einer solchen Effizienz nahe kommen, aber diese Systeme sind schwer zu implementieren. "

Ausgerichtete Kohlenstoffnanoröhren bleiben bis 1600 ° C thermisch stabil und weisen eine extreme Anisotropie auf: in eine Richtung leitend und in die anderen beiden isolierend - ein Effekt, der als hyperbolische Dispersion bezeichnet wird. Thermische Photonen können mit dem Film kollidieren und aus jeder Richtung eintreffen, aber erst nach einer verlassen.

Diese extreme Anisotropie führt zu einer extrem hohen Photonendichte im mittleren Infrarot, die sich in starken Resonanzen in Tiefenhohlräumen mit Subwellenlängengröße äußert.

"Anstatt direkt von Wärme zu Elektrizität zu gelangen, führt der Weg zuerst von Wärme zu Licht und erst dann zu Elektrizität." "Auf den ersten Blick scheinen zwei Schritte effektiver zu sein als drei, aber in diesem Fall ist dies nicht der Fall."

Durch Hinzufügen von Emittern zu Standardsolarzellen kann deren Wirkungsgrad von derzeit 22% auf 80% gesteigert werden. "Durch die Komprimierung der gesamten Abwärmeenergie in einem kleinen Spektralbereich kann diese sehr effizient in Elektrizität umgewandelt werden." Darüber hinaus können nanophotonische Wärmestrahler mit hoher Photonendichte die Effizienz der Strahlungskühlung und der Abwärmerückgewinnung erheblich verbessern.

Sie können mehr über die Technologie erfahren lesen Weitere Informationen finden Sie unter ACS Photonics.

Eine Quelle: Reisuniversität

Solarthermischer Generator für Elektrizität und Radiowellen

Elektrische Energiequellen können sehr unterschiedlich sein. Heute gewinnt die Produktion von thermoelektrischen Solareneratoren zunehmend an Beliebtheit. Solche Installationen können in Leuchttürmen, im Weltraum, in Autos sowie in anderen Lebensbereichen eingesetzt werden.

Solarthermische Generatoren sind eine großartige Möglichkeit, Energie zu sparen

RTG (steht für Radionuklid Thermoelektrischer Generator) wandelt Isotopenenergie in elektrische Energie um. Dies ist ein sehr wirtschaftlicher Weg, um fast freien Strom und die Möglichkeit der Beleuchtung ohne Strom zu erhalten.

Merkmale der RTG:

• Es ist einfacher, eine Energiequelle aus Isotopenzerfällen zu erhalten, als dies beispielsweise durch Erhitzen eines Brenners oder einer Petroleumlampe zu tun.
• Die Erzeugung von Elektrizität und der Zerfall von Partikeln ist in Gegenwart spezieller Isotope möglich, da der Prozess ihres Zerfalls Jahrzehnte dauern kann.

Bei Verwendung einer solchen Installation müssen Sie verstehen, dass bei der Arbeit mit alten Gerätemodellen die Gefahr besteht, dass eine Strahlungsdosis empfangen wird, und dass es sehr schwierig ist, ein solches Gerät zu entsorgen. Wenn es nicht richtig zerstört wird, kann es als Strahlenbombe wirken.

Wenn Sie den Hersteller der Anlage wählen, ist es besser, bei den Firmen zu bleiben, die sich bereits bewährt haben. Wie Global, Altec (Altec), TGM (Tgm), Cryotherm, Termiona.

Ein weiterer guter Weg, um kostenlos Strom zu bekommen, ist übrigens ein Generator zum Sammeln von Radiowellen.Es besteht aus Paaren von Film- und Elektrolytkondensatoren sowie Dioden mit geringer Leistung. Ein isoliertes Kabel von etwa 10 bis 20 Metern Länge wird als Antenne verwendet, und ein weiteres Erdungskabel wird an eine Wasser- oder Gasleitung angeschlossen.

Russische Wissenschaftler bekamen Wärme von Kälte

Wissenschaftler des Instituts für Katalyse des SB RAS haben herausgefunden, wie man Wärme aus der Kälte gewinnt, die zum Erhitzen unter rauen klimatischen Bedingungen verwendet werden kann. Dazu schlagen sie vor, Methanoldämpfe bei niedrigen Temperaturen durch ein poröses Material zu absorbieren. Erste Ergebnisse einer Studie unterstützt von gewähren

Russische Wissenschaftsstiftung (RSF), waren
veröffentlicht
in der Zeitschrift Applied Thermal Engineering. Chemiker haben einen Zyklus namens "Wärme aus Kälte" ("TepHol") vorgeschlagen. Wissenschaftler wandeln Wärme mithilfe des Adsorptionsprozesses von Methanol in ein poröses Material um. Adsorption ist der Prozess der Absorption von Substanzen aus einer Lösung oder einem Gasgemisch durch eine andere Substanz (Adsorbens), die zur Trennung und Reinigung von Substanzen verwendet wird. Die absorbierte Substanz wird als Adsorbat bezeichnet.

"Die Idee war, zunächst theoretisch vorherzusagen, wie das optimale Adsorbens aussehen sollte, und dann ein reales Material mit nahezu idealen Eigenschaften zu synthetisieren", kommentierte einer der Autoren der Studie, Doktor der Chemie Yuri Aristov. - Der Arbeitsstoff ist Methanoldämpfe und wird üblicherweise mit Aktivkohlen adsorbiert. Wir haben zuerst handelsübliche Aktivkohlen genommen und verwendet. Es stellte sich heraus, dass die meisten von ihnen nicht sehr gut funktionieren. Deshalb haben wir uns entschlossen, selbst neue Methanoladsorbentien zu synthetisieren, die auf den TepHol-Zyklus spezialisiert sind. Dies sind Zweikomponentenmaterialien: Sie haben eine poröse Matrix, eine relativ inerte Komponente, und die aktive Komponente ist ein Salz, das Methanol gut absorbiert. “

Anschließend führten die Wissenschaftler eine thermodynamische Analyse des TepHol-Zyklus durch, die eine ungefähre Vorstellung vom Verlauf des Transformationsprozesses gibt, und bestimmten die optimalen Bedingungen für die Durchführung der Adsorption. Die Wissenschaftler standen vor der Aufgabe herauszufinden, ob der neue thermodynamische Kreislauf einen ausreichenden Wirkungsgrad und eine ausreichende Leistung zur Wärmeerzeugung bieten kann. Um diese Frage zu beantworten, wurde ein Laborprototyp der TepHol-Anlage mit einem Adsorber, einem Verdampfer und Kryostaten entworfen, die kalte Luft und nicht gefrorenes Wasser simulierten. Das Adsorbens wurde in einen speziellen großflächigen Wärmetauscher aus Aluminium gegeben. Diese Installation ermöglicht die intermittierende Erzeugung von Wärme: Sie wird freigesetzt, wenn das Adsorbens Methanol absorbiert, und es braucht Zeit, um letzteres zu regenerieren. Hierzu wird der Methanoldruck über dem Adsorbens reduziert, was durch die niedrige Umgebungstemperatur erleichtert wird. Tests des TepHol-Prototyps wurden unter Laborbedingungen durchgeführt, bei denen die Temperaturbedingungen des sibirischen Winters simuliert wurden, und das Experiment wurde erfolgreich abgeschlossen.

„Verwendung von zwei natürlichen Thermostaten (Wärmespeicher) im Winter, zum Beispiel Umgebungsluft (T = -20 - -40 ° C) und nicht gefrierendem Wasser aus einem Fluss, See, Meer oder Grundwasser (T = 0 - 20 ° C) Mit einer Temperaturdifferenz von 30-60 ° C kann Wärme zum Heizen von Häusern gewonnen werden. Je kälter es draußen ist, desto leichter ist es außerdem, nützliche Wärme zu erhalten “, sagte Juri Aristow.

Bisher haben Wissenschaftler vier neue Sorptionsmittel synthetisiert, die sich in der Testphase befinden. Laut den Autoren sind die ersten Ergebnisse dieser Tests sehr ermutigend.

„Mit der vorgeschlagenen Methode können Sie in Regionen mit kalten Wintern (Nordostrussland, Nordeuropa, die USA und Kanada sowie die Arktis) Wärme direkt vor Ort beziehen, was ihre sozioökonomische Entwicklung erheblich beschleunigen kann.Die Nutzung selbst einer geringen Menge von Niedertemperaturwärme der Umwelt kann zu einer Veränderung der Struktur moderner Energie führen, die Abhängigkeit der Gesellschaft von fossilen Brennstoffen verringern und die Ökologie unseres Planeten verbessern “, schloss Aristov.

In Zukunft kann die Entwicklung russischer Wissenschaftler für die rationelle Verwendung von Niedertemperatur-Wärmeabfällen aus der Industrie nützlich sein (z. B. Kühlwasser, das von Wärmekraftwerken abgegeben wird, und Gase, die ein Nebenprodukt von Chemikalien und Öl sind Raffinerieindustrien), Verkehrs- und Wohnungswesen sowie kommunale Dienstleistungen sowie erneuerbare Wärmeenergie, insbesondere in Regionen der Erde mit rauen klimatischen Bedingungen.

Wie man ein Peltier-Element mit eigenen Händen macht

Ein übliches Peltier-Element ist eine Platte, die aus Teilen verschiedener Metalle mit Verbindern zum Verbinden mit einem Netzwerk zusammengesetzt ist. Eine solche Platte leitet einen Strom durch sich selbst, erwärmt sich auf der einen Seite (z. B. bis zu 380 Grad) und arbeitet auf der anderen Seite aus der Kälte.

Das Peltier-Element ist ein spezieller thermoelektrischer Wandler, der nach dem gleichnamigen Prinzip für die Stromversorgung arbeitet.

Ein solcher Thermogenerator hat das entgegengesetzte Prinzip:

• Eine Seite kann durch Verbrennen von Brennstoff erwärmt werden (z. B. ein Feuer auf einem Holz oder einem anderen Rohstoff).
• Die andere Seite wird dagegen durch einen Flüssigkeits- oder Luftwärmetauscher gekühlt;
• Auf diese Weise wird an den Drähten Strom erzeugt, der je nach Bedarf verwendet werden kann.

Die Leistung des Geräts ist zwar nicht sehr gut und der Effekt nicht beeindruckend, aber dennoch kann ein so einfaches hausgemachtes Modul das Telefon aufladen oder eine LED-Taschenlampe anschließen.

Dieses Generatorelement hat seine Vorteile:

• Stille Arbeit;
• Die Fähigkeit zu nutzen, was zur Hand ist;
• Geringes Gewicht und Tragbarkeit.

Solche hausgemachten Öfen wurden immer beliebter bei denen, die gerne im Wald am Feuer übernachten, die Gaben des Landes nutzen und nicht abgeneigt sind, kostenlos Strom zu bekommen.

Das Peltier-Modul wird auch zum Kühlen von Computerplatinen verwendet: Das Element ist mit der Platine verbunden und beginnt, sobald die Temperatur über das zulässige Niveau steigt, die Schaltkreise zu kühlen. Auf der einen Seite tritt kalte Luft und auf der anderen Seite heiße Luft in das Gerät ein. Das Modell 50X50X4mm (270W) ist beliebt. Sie können ein solches Gerät in einem Geschäft kaufen oder selbst herstellen.

Übrigens: Wenn Sie einen Stabilisator an ein solches Element anschließen, erhalten Sie am Ausgang ein hervorragendes Ladegerät für Haushaltsgeräte und nicht nur ein Wärmemodul.

Um ein Peltier-Element zu Hause herzustellen, müssen Sie Folgendes verwenden:

• Bimetallleiter (ca. 12 Stück oder mehr);
• Zwei Keramikplatten;
• Kabel;
• Lötkolben.

Das Herstellungsschema ist wie folgt: Die Leiter werden verlötet und zwischen die Platten gelegt, wonach sie fest fixiert werden. In diesem Fall müssen Sie sich an die Drähte erinnern, die dann an den Stromrichter angeschlossen werden.

Der Anwendungsbereich eines solchen Elements ist sehr vielfältig. Da eine seiner Seiten zum Abkühlen neigt, können Sie mit Hilfe dieses Geräts einen kleinen Campingkühlschrank oder beispielsweise eine automatische Klimaanlage herstellen.

Aber wie jedes Gerät hat auch dieses Thermoelement Vor- und Nachteile. Die Pluspunkte sind:

• Kompakte Größe;
• Die Fähigkeit, mit Kühl- oder Heizelementen zusammen oder einzeln zu arbeiten;
• Leiser, praktisch geräuschloser Betrieb.

Minuspunkte:

• Die Notwendigkeit, die Temperaturdifferenz zu kontrollieren;
• Hoher Energieverbrauch;
• Geringe Effizienz bei hohen Kosten.

Arten von Solarkollektoren - was sind sie?

Unter Kollektoren werden Geräte verstanden, die Sonnenenergie absorbieren, in Wärme umwandeln und dann an ein Kühlmittel weiterleiten können.Ein Standard-Solarkollektor besteht aus einem Kunststoff- oder Metallgehäuse, in das schwarze Metallplatten eingebaut sind. Diese Platten können auf eine bestimmte Temperatur erhitzt werden.

Je nach Größe werden die Kollektoren in hohe, mittlere und niedrige Temperaturen unterteilt. Es ist unrealistisch, Hochtemperaturgeräte zu Hause herzustellen. Sie werden mit hoch entwickelten Technologien für den Betrieb in großen Industrieanlagen hergestellt. Mitteltemperaturstrukturen, die ausreichend Sonnenenergie ansammeln, können zum Heizen von Wohngebäuden und Niedertemperaturstrukturen zum Heizen von Wasser verwendet werden. Es ist durchaus möglich, diese beiden Sammlertypen selbst herzustellen.

Die für uns interessanten Geräte sind in folgende Typen unterteilt:

• eben;
• akkumulativ;
• Luft;
• Flüssigkeit.

Solarkollektor auf dem Dach

Ein flacher Kollektor ist eine kastenartige Metallstruktur mit einer Platte zur Absorption von Sonnenlicht. Es ist mit einem Glasdeckel mit niedrigem Eisengehalt abgedeckt, wodurch fast das gesamte Sonnenlicht auf die Wärmesensorplatte fällt. Die Struktur ist notwendigerweise wärmeisoliert. Der Wirkungsgrad eines solchen Kollektors ist objektiv gering - etwa 10%. Sie kann durch Aufbringen eines speziellen Halbleiters mit amorphen Eigenschaften auf den Wafer erhöht werden. Solche Geräte eignen sich zum Erhitzen von Wasser im Alltag.

Ein Thermosiphon- (Speicher-) Kollektor wird als effizienter angesehen. Es wird verwendet, um Wasser zu erhitzen und die Temperatur im Raum für einige Zeit auf einem bestimmten Niveau zu halten. Strukturell besteht es aus 1-3 Tanks, die in einer Box mit Wärmedämmung installiert sind. Wie ein flaches Gerät ist es mit einem Glasdeckel abgedeckt. In einer kalten Jahreszeit ist es schwierig, einen solchen Sammler zu verwenden. Aber im Sommer, wenn das Licht der Sonne sehr stark ist, kann es zu Hause verwendet werden.

Flüssige Solarstrukturen nutzen Wasser als Wärmeträger. Sie werden nach einem offenen oder geschlossenen Prinzip des Wärmeaustauschs hergestellt, sie können ohne Glas und glasiert sein. Der Betrieb solcher Geräte ist mit Unannehmlichkeiten verbunden - sie lecken häufig und können in den Wintermonaten gefrieren. Luftsammler, die am häufigsten zum Trocknen von Obst, Gemüse und relativ kleinen Mengen anderer landwirtschaftlicher Produkte verwendet werden, haben diese Probleme nicht. Das Flugzeug ist strukturell einfach, leicht zu warten und erfreut sich daher wohlverdienter Beliebtheit.

Einfacher hausgemachter Generator

Trotz der Tatsache, dass diese Geräte derzeit nicht beliebt sind, gibt es im Moment nichts Praktischeres als eine Thermoerzeugungseinheit, die durchaus in der Lage ist, einen Elektroherd, eine Beleuchtungslampe auf Reisen zu ersetzen oder beim Aufladen zu helfen Ein Mobiltelefon fällt aus, um ein elektrisches Fenster zu öffnen. Ein solcher Strom hilft auch zu Hause bei einem Stromausfall. Es kann kostenlos, könnte man sagen, für einen Ball erhalten werden.

Um einen thermoelektrischen Generator herzustellen, müssen Sie Folgendes vorbereiten:

• Spannungsregler;
• Lötkolben;
• Irgendjemand;
• Kühler;
• Wärmeleitpaste;
• Peltier Heizelemente.

Gerät zusammenbauen:

• Zunächst wird der Körper des Geräts hergestellt, der ohne Boden sein sollte, mit Löchern unten für Luft und oben mit einem Ständer für den Behälter (obwohl dies nicht erforderlich ist, da der Generator möglicherweise nicht mit Wasser arbeitet). ;;
• Als nächstes wird ein Peltier-Element an dem Körper angebracht, und ein Kühlkörper wird an seiner kalten Seite durch Wärmeleitpaste angebracht;
• Dann müssen Sie den Stabilisator und das Peltier-Modul entsprechend ihren Polen löten.
• Der Stabilisator sollte sehr gut isoliert sein, damit keine Feuchtigkeit dorthin gelangt.
• Es bleibt seine Arbeit zu überprüfen.

Übrigens, wenn es keine Möglichkeit gibt, einen Kühler zu bekommen, können Sie stattdessen einen Computerkühler oder einen Autogenerator verwenden. Bei einem solchen Ersatz wird nichts Schreckliches passieren.

Der Stabilisator kann mit einer Diodenanzeige erworben werden, die ein Lichtsignal gibt, wenn die Spannung den angegebenen Wert erreicht.

DIY-Thermoelement: Prozessmerkmale

Was ist ein Thermoelement? Ein Thermoelement ist ein Stromkreis, der aus zwei verschiedenen Elementen mit einem elektrischen Kontakt besteht.

Der thermoEMF eines Thermoelements mit einer Temperaturdifferenz von 100 Grad an seinen Rändern beträgt etwa 1 mV. Um es höher zu machen, können mehrere Thermoelemente in Reihe geschaltet werden. Sie erhalten eine Thermosäule, deren thermoEMF der Gesamtsumme der EMF der darin enthaltenen Thermoelemente entspricht.

Der Herstellungsprozess des Thermoelements ist wie folgt:

• Eine starke Verbindung zweier verschiedener Materialien wird hergestellt;
• Eine Spannungsquelle (zum Beispiel eine Autobatterie) wird entnommen und Drähte aus verschiedenen Materialien, die zu einem Bündel vorverdrillt sind, werden an ein Ende davon angeschlossen;
• Zu diesem Zeitpunkt müssen Sie eine mit dem Graphit verbundene Leitung zum anderen Ende bringen (hier reicht ein normaler Bleistiftstab aus).

Übrigens ist es aus Sicherheitsgründen sehr wichtig, nicht unter Hochspannung zu arbeiten! Der maximale Indikator in dieser Hinsicht ist 40-50 Volt. Es ist jedoch besser, mit kleinen Leistungen von 3 bis 5 kW zu beginnen und diese schrittweise zu erhöhen.

Es gibt auch eine "Wasser" -Methode, um ein Thermoelement herzustellen. Es besteht darin, die Erwärmung der angeschlossenen Drähte der zukünftigen Struktur mit einer zwischen ihnen auftretenden Lichtbogenentladung und einer starken Lösung von Wasser und Salz sicherzustellen. Bei einer solchen Wechselwirkung halten "Wasser" -Dämpfe die Materialien zusammen, wonach das Thermoelement als bereit angesehen werden kann. In diesem Fall ist es wichtig, mit welchem ​​Durchmesser das Produkt gebündelt wird. Es sollte nicht zu groß sein.

Kostenloser Strom mit eigenen Händen (Video)

Kostenlosen Strom zu bekommen ist nicht so schwierig, wie es sich anhört. Dank verschiedener Generatortypen, die mit unterschiedlichen Quellen arbeiten, ist es nicht mehr beängstigend, während eines Stromausfalls ohne Licht zu bleiben. Ein wenig Geschick und Sie haben bereits eine eigene Ministation zur Stromerzeugung bereit.

Ein Holzkraftwerk ist eine der alternativen Möglichkeiten, die Verbraucher mit Strom zu versorgen.

Ein solches Gerät ist in der Lage, Strom zu minimalen Kosten für Energieressourcen zu beziehen, und selbst an Orten, an denen überhaupt keine Stromversorgung vorhanden ist.

Ein Kraftwerk, das Brennholz verwendet, kann eine ausgezeichnete Option für Besitzer von Sommerhäusern und Landhäusern sein.

Es gibt auch Miniaturversionen, die für Liebhaber langer Wanderungen und Zeit in der Natur geeignet sind. Aber das Wichtigste zuerst.

INHALT (klicken Sie auf die Schaltfläche rechts):

Merkmale der

Ein Holzkraftwerk ist alles andere als eine neue Erfindung, aber moderne Technologien haben es möglich gemacht, die früher entwickelten Geräte etwas zu verbessern. Darüber hinaus werden verschiedene Technologien zur Stromerzeugung eingesetzt.

Darüber hinaus ist das Konzept "auf Holz" etwas ungenau, da jeder feste Brennstoff (Holz, Hackschnitzel, Paletten, Kohle, Koks) im Allgemeinen alles, was brennen kann, für den Betrieb einer solchen Station geeignet ist.

Wir stellen sofort fest, dass Brennholz oder vielmehr der Prozess ihrer Verbrennung nur als Energiequelle fungiert, die das Funktionieren des Geräts gewährleistet, in dem Strom erzeugt wird.

Die Hauptvorteile solcher Kraftwerke sind:

• Die Fähigkeit, eine Vielzahl fester Brennstoffe zu verwenden, und deren Verfügbarkeit;
• Strom überall bekommen;
• Durch die Verwendung verschiedener Technologien können Sie Strom mit einer Vielzahl von Parametern empfangen (ausreichend nur zum regelmäßigen Aufladen des Telefons und vor dem Einschalten von Industrieanlagen).
• Es kann auch als Alternative bei häufigen Stromausfällen und als Hauptstromquelle dienen.

Klassische Version

Wie bereits erwähnt, nutzt ein Holzkraftwerk verschiedene Technologien zur Stromerzeugung. Der Klassiker unter ihnen ist die Energie des Dampfes oder einfach die Dampfmaschine.

Hier ist alles einfach - Brennholz oder ein anderer brennender Brennstoff erwärmt das Wasser, wodurch es in einen gasförmigen Zustand übergeht - Dampf.

Der entstehende Dampf wird der Turbine des Generatorsatzes zugeführt und erzeugt durch Drehen des Generators Strom.

Da die Dampfmaschine und der Generator in einem einzigen geschlossenen Kreislauf verbunden sind, wird nach dem Durchlaufen der Turbine der Dampf abgekühlt, erneut in den Kessel eingespeist und der gesamte Vorgang wiederholt.

Ein solches Kraftwerkslayout ist eines der einfachsten, weist jedoch eine Reihe erheblicher Nachteile auf, von denen einer die Explosionsgefahr darstellt.

Nach dem Übergang von Wasser in einen gasförmigen Zustand steigt der Druck im Kreislauf erheblich an, und wenn er nicht reguliert wird, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit eines Rohrleitungsbruchs.

Und obwohl moderne Systeme einen ganzen Satz Druckregelventile verwenden, erfordert der Betrieb einer Dampfmaschine immer noch eine ständige Überwachung.

Darüber hinaus kann normales Wasser, das in diesem Motor verwendet wird, Kalkablagerungen an den Rohrwänden verursachen, was den Wirkungsgrad der Station verringert (Kalk beeinträchtigt die Wärmeübertragung und verringert den Durchsatz der Rohre).

Dieses Problem wird nun durch die Verwendung von destilliertem Wasser, Flüssigkeiten, gereinigten gereinigten Verunreinigungen oder speziellen Gasen gelöst.

Andererseits kann dieses Kraftwerk eine andere Funktion erfüllen - den Raum zu heizen.

Hier ist alles einfach - nach Erfüllung seiner Funktion (Drehung der Turbine) muss der Dampf gekühlt werden, damit er wieder in einen flüssigen Zustand übergeht, der ein Kühlsystem oder einfach einen Kühler erfordert.

Und wenn wir diesen Heizkörper in Innenräumen aufstellen, erhalten wir am Ende nicht nur Strom von einer solchen Station, sondern auch Wärme.

Sparmethoden

Eine der Optionen hierbei ist die Verwendung automatisierter Steuergeräte für das Heizsystem im Haus. Solche Geräte selbst überwachen die Außentemperatur und wählen abhängig davon die Art der Wärmeversorgung in den Wohnungen.

Die Bewohner solcher Häuser sehen sich nicht länger einer Situation gegenüber, in der es bereits relativ warm ist und die Batterien in der Wohnung heiß sind - es wird im Raum zu heiß und sie müssen die Fenster öffnen. Die Bewohner fühlen sich unwohl und müssen gleichzeitig für die "zusätzliche" Wärmeenergie bezahlen.

Bisher haben nur vier Prozent der Haushalte eine automatische Heizungsregelung. Es ermöglicht Wohnungseigentümern, monatlich Stromrechnungen einzusparen.

Thermoelektrische Generatoren

Eine interessante Option sind Kraftwerke mit Generatoren, die nach dem Peltier-Prinzip gebaut wurden.

Der Physiker Peltier entdeckte den Effekt, dass beim Durchleiten von Elektrizität durch Leiter, die aus zwei unterschiedlichen Materialien bestehen, Wärme an einem der Kontakte absorbiert und Wärme an dem zweiten abgegeben wird.

Darüber hinaus ist dieser Effekt umgekehrt - wenn der Leiter auf der einen Seite erwärmt und auf der anderen Seite gekühlt wird, wird darin Strom erzeugt.

Es ist der gegenteilige Effekt, der in Holzkraftwerken eingesetzt wird. Beim Verbrennen erwärmen sie eine Hälfte der Platte (die ein thermoelektrischer Generator ist), die aus Würfeln aus verschiedenen Metallen besteht, und der zweite Teil davon wird gekühlt (für die Wärmetauscher verwendet werden), wodurch Elektrizität entsteht erscheint auf den Plattenanschlüssen.

Gasgeneratoren

Der zweite Typ sind Gasgeneratoren. Ein solches Gerät kann in verschiedene Richtungen eingesetzt werden, einschließlich der Stromerzeugung.

Hier ist anzumerken, dass ein solcher Generator selbst nichts mit Elektrizität zu tun hat, da seine Hauptaufgabe darin besteht, brennbares Gas zu erzeugen.

Das Wesentliche am Betrieb einer solchen Vorrichtung besteht darin, dass bei der Oxidation (Verbrennung) fester Brennstoffe Gase freigesetzt werden, einschließlich brennbarer Gase - Wasserstoff, Methan, CO, die für eine Vielzahl von Zwecken verwendet werden können.

Beispielsweise wurden solche Generatoren früher in Autos verwendet, in denen herkömmliche Verbrennungsmotoren perfekt mit dem ausgestoßenen Gas arbeiteten.

Aufgrund des ständigen Zitterns des Kraftstoffs haben einige Autofahrer und Motorradfahrer bereits begonnen, diese Geräte in ihre Autos einzubauen.

Das heißt, um ein Kraftwerk zu bekommen, reicht es aus, einen Gasgenerator, einen Verbrennungsmotor und einen herkömmlichen Generator zu haben.

Im ersten Element wird Gas freigesetzt, das zu Kraftstoff für den Motor wird und der wiederum den Rotor des Generators dreht, um Strom am Ausgang zu erhalten.

Zu den Vorteilen von Gaskraftwerken gehören:

• Zuverlässigkeit des Designs des Gasgenerators selbst;
• Das resultierende Gas kann verwendet werden, um einen Verbrennungsmotor (der ein Antrieb für einen elektrischen Generator wird), einen Gaskessel, einen Ofen zu betreiben;
• Je nach Verbrennungsmotor und elektrischem Generator kann Strom auch für industrielle Zwecke gewonnen werden.

Der Hauptnachteil des Gasgenerators ist die umständliche Struktur, da er einen Kessel enthalten muss, in dem alle Prozesse zur Gasproduktion, sein Kühl- und Reinigungssystem stattfinden.

Und wenn dieses Gerät zur Stromerzeugung verwendet werden soll, sollte die Station zusätzlich einen Verbrennungsmotor und einen elektrischen Generator enthalten.

Wer hat Anspruch auf die Wärmeförderung?

Die Aufhebung des Prinzips der Quersubventionierung im Jahr 2012, nach der die Unternehmen hauptsächlich für die von der Bevölkerung genutzte Wärmeenergie bezahlten, führte zu einem starken Anstieg der Heiztarife. Um den unvermeidlichen Anstieg der Bürgerausgaben auszugleichen, wurde beschlossen, Subventionen für die Heizung zu zahlen. Ihre Größe hängt direkt vom gesamten Familieneinkommen ab. Je niedriger es ist, desto größer ist die Höhe der Unterstützung aus dem Haushalt. Die Berechnung der Höhe der Subventionen erfolgt individuell, abhängig von den Besonderheiten einer bestimmten Situation.

In der Regel wird der Erstattungsgrad der Heizkosten auf der Grundlage des angewandten Koeffizienten berechnet, der wiederum in Abhängigkeit vom Familieneinkommen pro Person festgelegt wird. Nicht jede Familie kann Anspruch auf einen Zuschuss für die Heizperiode erheben. Dazu sollten Sie ein durchschnittliches Pro-Kopf-Einkommen von nicht mehr als dreißigtausend Rubel haben. Bürger, die nicht einmal zehntausend Rubel pro Person haben, erhalten eine volle Entschädigung für die Kosten für Wärmeenergie. Für diejenigen, die sich zwischen diesen beiden Punkten befinden und für jedes Familienmitglied ein Einkommen von zehn bis dreißigtausend haben, werden ihre eigenen Koeffizienten festgelegt.

Vertreter vorgefertigter Kraftwerke

Beachten Sie, dass diese Optionen - ein thermoelektrischer Generator und ein Gasgenerator - jetzt Priorität haben. Daher werden vorgefertigte Stationen für den Haus- und Industriebereich hergestellt.

Nachfolgend einige davon:

• Indigirka Herd;
• Touristenofen "BioLite CampStove";
• Kraftwerk "BioKIBOR";
• Kraftwerk "Eco" mit Gasgenerator "Cube".

Ein gewöhnlicher Haushaltsbrennstoffofen (hergestellt nach dem Typ des "Burzhayka" -Ofenes), ausgestattet mit einem thermoelektrischen Peltier-Generator.

Perfekt für Sommerhäuser und kleine Häuser, da es kompakt genug ist und im Auto transportiert werden kann.

Die Hauptenergie bei der Verbrennung von Brennholz wird zum Heizen verwendet. Gleichzeitig können Sie mit dem vorhandenen Generator auch Strom mit einer Spannung von 12 V und einer Leistung von 60 W beziehen.

Ofen "BioLite CampStove".

Es verwendet auch das Peltier-Prinzip, ist jedoch noch kompakter (das Gewicht beträgt nur 1 kg), sodass Sie es auf Wanderungen mitnehmen können. Die vom Generator erzeugte Energiemenge ist jedoch noch geringer, reicht jedoch aus Laden Sie eine Taschenlampe oder ein Telefon auf.

Ein thermoelektrischer Generator wird ebenfalls verwendet, dies ist jedoch bereits eine industrielle Version.

Der Hersteller kann auf Anfrage ein Gerät herstellen, das eine Stromleistung mit einer Leistung von 5 kW bis 1 MW liefert. Dies wirkt sich jedoch auf die Größe der Station sowie auf den Kraftstoffverbrauch aus.

Beispielsweise verbraucht eine Anlage mit 100 kW 200 kg Brennholz pro Stunde.

Das Öko-Kraftwerk ist jedoch ein Gasgenerator. Das Design verwendet einen Gasgenerator "Cube", einen Benzin-Verbrennungsmotor und einen elektrischen Generator mit einer Leistung von 15 kW.

Zusätzlich zu industriellen Fertiglösungen können Sie dieselben thermoelektrischen Peltier-Generatoren, jedoch ohne Herd, separat kaufen und mit jeder Wärmequelle verwenden.

Vorteile einer vorteilhaften Wärmerückgewinnung

Die Verwendung eines Nebenprodukts aus Bergbau- und Computergeräten ist für die meisten Benutzer eine universelle Lösung.

• Einsparung von Energieressourcen und Gewährleistung der Energieautonomie. Durch die Dezentralisierung und Unabhängigkeit von Monopolwärmeversorgern werden die Kosten gesenkt, insbesondere in Regionen mit kaltem Klima.
• Sie müssen keine heißen und kalten Gänge organisieren, sondern zusätzlich Klimaanlagen und andere Zusatzgeräte installieren. Die von uns angebotene Lösung ist ein All-in-One-Komplex, der mit der vorhandenen Infrastruktur verbunden wird.
• zusätzliche Einnahmen nicht nur aus dem Bergbau, sondern auch aus unternehmerischer Tätigkeit unter Verwendung der erzeugten Wärme oder aus deren Verkauf;
• Integration in die bestehende Infrastruktur. Die von uns angewendete Vereinheitlichung und die einfache Installation ermöglichen es uns, eine Verbindung zu den vorhandenen Einrichtungen herzustellen und keinen neuen Infrastrukturkomplex zu erstellen.
• Es gibt keine negativen Auswirkungen auf die Umwelt in Form von thermischer Verschmutzung, dem Auftreten von Wärmeinseln und künstlicher Temperaturinversion über der Wärmequelle. Es gibt keine Mikrozirkulation der Atmosphäre und keine Komplikation des Verschmutzungsübertragungsmechanismus.

  

Hausgemachte Stationen

Viele Handwerker bauen auch selbstgemachte Stationen (normalerweise basierend auf einem Gasgenerator), die dann verkauft werden.

All dies zeigt, dass Sie ein Kraftwerk unabhängig von improvisierten Mitteln herstellen und für Ihre eigenen Zwecke verwenden können.

Als nächstes schauen wir uns an, wie Sie das Gerät selbst herstellen können.

Basierend auf einem thermoelektrischen Generator.

Die erste Option ist ein Kraftwerk auf Basis einer Peltier-Platte. Wir stellen sofort fest, dass ein selbstgemachtes Gerät nur zum Aufladen eines Telefons, einer Taschenlampe oder zum Beleuchten mit LED-Lampen geeignet ist.

Für die Herstellung benötigen Sie:

• Metallkörper, der die Rolle eines Ofens spielen wird;
• Peltierplatte (separat erhältlich);
• Spannungsregler mit installiertem USB-Ausgang;
• Ein Wärmetauscher oder nur ein Lüfter zur Kühlung (Sie können einen Computerkühler mitnehmen).

Ein Kraftwerk zu bauen ist sehr einfach:

1. Wir machen einen Herd. Wir nehmen eine Metallbox (zum Beispiel ein Computergehäuse) und klappen sie so auf, dass der Ofen keinen Boden hat. Wir machen Löcher in die Wände unten für die Luftversorgung. Oben können Sie einen Rost installieren, auf den Sie einen Wasserkocher usw. stellen können.
2. Montieren Sie die Platte an der Rückwand.
3. Montieren Sie den Kühler oben auf der Platte.
4. Wir schließen einen Spannungsregler an die Klemmen der Platte an, von der aus wir den Kühler mit Strom versorgen, und ziehen auch Schlussfolgerungen für den Anschluss der Verbraucher.

Alles funktioniert einfach: Wir zünden das Holz an, während sich die Platte erwärmt, wird an den Klemmen Strom erzeugt, der dem Spannungsregler zugeführt wird. Der Kühler startet und arbeitet von dort aus und sorgt für die Kühlung der Platte.

Es bleibt nur, die Verbraucher anzuschließen und den Verbrennungsprozess im Ofen zu überwachen (Brennholz rechtzeitig zu werfen).

Basierend auf einem Gasgenerator.

Die zweite Möglichkeit, ein Kraftwerk herzustellen, besteht darin, einen Vergaser herzustellen. Ein solches Gerät ist viel schwieriger herzustellen, aber die Stromabgabe ist viel höher.

Um es zu machen, benötigen Sie:

• Zylinderbehälter (z. B. eine zerlegte Gasflasche). Es wird die Rolle eines Ofens spielen, daher sollten Luken zum Laden von Brennstoff und Reinigen fester Verbrennungsprodukte sowie eine Luftzufuhr (ein Zwangslüfter ist erforderlich, um einen besseren Verbrennungsprozess zu gewährleisten) und ein Gasauslass vorgesehen werden.
• Kühlkörper (kann in Form einer Spule hergestellt werden), in dem das Gas gekühlt wird;
• Kapazität zum Erstellen eines Filters vom Typ "Cyclone";
• Kapazität zur Herstellung eines Feingasfilters;
• Benzingenerator (aber Sie können einfach jeden Benzinmotor sowie einen normalen asynchronen 220-V-Elektromotor mitnehmen).

Wohin kann die Wärme von den Geräten geleitet werden?

Mit der BiXBiT-Einheit können Sie überschüssige Wärme für die folgenden Anforderungen verwenden:

• Erwärmen der Zuluft oder des in den Raum eintretenden Wassers, das Teil des Heizungssystems (einschließlich des "Warmboden" -Systems) ist, oder der Warmwasserversorgung eines Wohngebäudes;
• der Übergang des Mediums von einem Phasenzustand in einen anderen, Dampferzeugung. Wir sprechen zum Beispiel über den Phasenübergang des Arbeitsgemisches, um die Zyklen von Wärmekraftmaschinen oder Dampfkompressionskältemaschinen sicherzustellen;
• Erhitzen des Trocknungsmittels;
• Erwärmung technologischer Rohstoffe;
• Brauen (kochende Würze);
• Landwirtschaft (Gewächshauskomplexe, Anbau wärmeliebender Pflanzen, Zucht exotischer Tiere usw.).

Hier sind drei Beispiele für die Platzierung unserer Installation unter bestimmten Bedingungen.

Industriewerkstatt. Produktionen dieser Art erhalten am häufigsten Strom zu günstigen Tarifen für Unternehmen. Es gibt auch Standby-Transformatorstationen, die die meiste Zeit im Leerlauf sind. Die Räume werden mit fossilen Brennstoffen oder Strom beheizt.

Der Standort unserer Installation ermöglicht eine effizientere Nutzung der Notstromleitung sowie die Einsparung von Ressourcen für die Raumheizung durch den Anschluss an das Zentralheizungssystem.

Lagerhaus, Einkaufszentrum, Bürogebäude. Diese Arten von Räumlichkeiten haben einen durchschnittlichen Stromtarif und eine Gangreserve. Die Räume werden mit fossilen Brennstoffen oder Strom beheizt.

Unsere Computereinheit versorgt den Raum über Luftkanäle mit Wärme oder ist an eine Zentralheizung angeschlossen.

Gewächshäuser. Private landwirtschaftliche Unternehmen nutzen günstige Tarife oder Strom aus Sonnenkollektoren. Gewächshäuser werden ebenfalls hauptsächlich mit Strom beheizt.

Strom zum Heizen wird in die Stromversorgung unserer Anlage geleitet, die die Wärme erzeugt, die zur Aufrechterhaltung einer hohen Temperatur erforderlich ist. Die Anlage ist rund um die Uhr in Betrieb und dementsprechend erhalten die Pflanzen (Tiere) die erforderliche Wärmeversorgung stabil.

Vor- und Nachteile eines Holzkraftwerks

Ein Holzkraftwerk ist:

• Kraftstoffverfügbarkeit;
• Die Fähigkeit, überall Strom zu bekommen;
• Die Parameter des empfangenen Stroms sind sehr unterschiedlich;
• Sie können das Gerät selbst herstellen.
• Unter den Mängeln wird festgestellt:
• Nicht immer hohe Effizienz;
• Die Sperrigkeit der Struktur;
• In einigen Fällen ist die Stromerzeugung nur ein Nebeneffekt.
• Um Strom für den industriellen Gebrauch zu erzeugen, muss eine große Menge Kraftstoff verbrannt werden.

Im Allgemeinen ist die Herstellung und Verwendung von Festbrennstoffkraftwerken eine Option, die Beachtung verdient, und sie kann nicht nur eine Alternative zu Stromnetzen sein, sondern auch an Orten außerhalb der Zivilisation helfen.

Kurz zum Handlungsprinzip

Damit Sie in Zukunft verstehen, warum beim Zusammenbau eines hausgemachten thermoelektrischen Generators bestimmte Teile benötigt werden, sprechen wir zunächst über das Gerät des Peltier-Elements und dessen Funktionsweise. Dieses Modul besteht aus Thermoelementen, die in Reihe zwischen Keramikplatten geschaltet sind (siehe Abbildung unten).

Wenn ein elektrischer Strom durch einen solchen Stromkreis fließt, tritt der sogenannte Peltier-Effekt auf - eine Seite des Moduls erwärmt sich und die andere kühlt ab. Warum brauchen wir es? Alles ist sehr einfach, wenn Sie in umgekehrter Reihenfolge handeln: Heizen Sie eine Seite der Platte und kühlen Sie die andere, können Sie Strom mit niedriger Spannung und niedrigem Strom erzeugen. Wir hoffen, dass zu diesem Zeitpunkt alles klar ist, und wenden uns daher Meisterkursen zu, die klar zeigen, was und wie man einen thermoelektrischen Generator mit eigenen Händen herstellt.