Lai iegūtu elektrību, jums jāatrod iespējamā atšķirība un diriģents Cilvēki vienmēr ir centušies ietaupīt naudu, un pastāvīgi pieaugošo komunālo maksājumu laikmetā tas nepavisam nav pārsteidzoši. Mūsdienās jau ir veidi, kā cilvēks var saņemt bezmaksas elektroenerģiju viņam. Parasti šīs ir noteiktas pašdarinātas instalācijas, kuru pamatā ir elektriskais ģenerators.
Termoelektriskais ģenerators un tā ierīce
Termoelektriskais ģenerators ir ierīce, kas no siltuma rada elektrisko enerģiju. Tas ir lielisks elektroenerģijas tvaika avots, kaut arī ar zemu efektivitāti.
Kā ierīci tiešai siltuma pārvēršanai elektriskajā enerģijā tiek izmantoti termoelektriskie ģeneratori, kas izmanto parasto termopāriju darbības principu
Būtībā termoelektriskums ir tieša siltuma pārveidošana par elektrību šķidros vai cietos vadītājos un pēc tam reverss dažādu vadītāju kontakta sildīšanas un dzesēšanas process, izmantojot elektrisko strāvu.
Siltuma ģeneratora ierīce:
- Siltuma ģeneratoram ir divi pusvadītāji, no kuriem katrs sastāv no noteikta elektronu skaita;
- Tos savstarpēji savieno arī vadītājs, virs kura ir slānis, kas spēj vadīt siltumu;
- Kontaktu pārsūtīšanai tam ir pievienots arī termioniskais vadītājs;
- Tālāk nāk dzesēšanas slānis, kam seko pusvadītājs, kura kontakti noved pie vadītāja.
Diemžēl siltuma un enerģijas ģenerators ne vienmēr spēj darboties ar lielu jaudu, tāpēc to galvenokārt izmanto ikdienā, nevis ražošanā.
Mūsdienās termoelektrisko pārveidotāju gandrīz nekad neizmanto. Tas "prasa" daudz resursu, tas arī aizņem vietu, taču spriegums un strāva, ko tā var radīt un pārveidot, ir ļoti maza, kas ir ārkārtīgi neizdevīgi.
Pārvēršot siltumu gaismā un pēc tam elektrībā
14.11.2019 924
"Termiskie fotoni ir fotoni, kurus izstaro karsts ķermenis." “Ja paskatās uz kaut ko karstu ar infrasarkano staru kameru, var redzēt, ka tas spīd. Kamera parāda šos termiski uzbudinātos fotonus. "
Izgudrojums ir hiperbolisks siltuma izstarotājs, kas spēj absorbēt intensīvu siltumu, kas citādi varētu nokļūt vidē, saspiežot to šaurā joslas platumā un izstarojot to kā gaismu turpmākai pārveidošanai par elektrību.
Šis atklājums kalpo kā cita turpinājums izpētetika veikta Rīsas universitātes Brauna tehnoloģiju skolā vēl 2020. gadā, kad tika atrasta vienkārša metode, lai no cieši iepakotām oglekļa nanocaurulītēm izveidotu ļoti izlīdzinātas, plāksnēm līdzīgas plēves.
Izšķērdēts siltums
Diskusiju rezultātā tika pieņemts lēmums noskaidrot, vai šīs filmas var izmantot "termisko fotonu" novadīšanai.
"Termiskie fotoni ir fotoni, kurus izstaro karsts ķermenis." “Ja paskatās uz kaut ko karstu ar infrasarkano staru kameru, var redzēt, ka tas spīd. Kamera parāda šos termiski uzbudinātos fotonus. "
Infrasarkanais starojums Ir saules gaismas sastāvdaļa, kas piegādā siltumu planētai, taču tā ir tikai neliela daļa no visa elektromagnētiskā spektra.
"Jebkura karsta virsma izstaro gaismu siltuma starojuma veidā."“Problēma ir tā, ka termiskais starojums ir platjoslas tīkls, un gaismas pārveidošana par elektrību ir efektīva tikai tad, ja starojums ir šaurā joslā. Uzdevums bija izspiest platjoslas fotonus šaurā joslā. "
Nanotube filmas ļāva izolēt vidēja līmeņa infrasarkanos fotonus, kas citādi tiktu izšķērdēti. Tas var motivēt plaši izmantot atkritumu siltumu, kas veido aptuveni 20% no visa rūpniecības enerģijas patēriņa.
Oglekļa nanocaurules var pārnest siltumu
"Visefektīvākais veids, kā šobrīd pārveidot siltumu elektrībā, ir turbīnu un tvaika vai kāda cita šķidruma izmantošana to darbināšanai." “Viņi var nodrošināt gandrīz 50 procentu pārveidošanas efektivitāti. Daudz kas no šodien zināmā var tuvoties šādai efektivitātei, taču šīs sistēmas ir grūti īstenojamas. "
Izlīdzinātas oglekļa nanocaurules paliek termiski stabilas līdz 1600 ° C, un tām piemīt ārkārtēja anizotropija: vienā virzienā vadoša un pārējos divos izolējoša - efekts, ko sauc par hiperbolisku dispersiju. Termiskie fotoni var sadurties ar filmu, nonākot no jebkura virziena, bet aiziet tikai pēc viena.
Šīs ārkārtējās anizotropijas rezultātā infrasarkanā vidusdaļā ir ārkārtīgi augsts fotonu blīvums, kas izpaužas kā spēcīgas rezonanses zemviļņa garuma lieluma dziļuma dobumos.
"Tā vietā, lai pārietu tieši no siltuma uz elektrību, ceļš vispirms iet no siltuma uz gaismu un tikai pēc tam uz elektrību." "No pirmā acu uzmetiena šķiet, ka divi soļi būtu efektīvāki nekā trīs, taču šajā gadījumā tā nav."
Emitatoru pievienošana standarta saules baterijām var palielināt to efektivitāti no pašreizējā maksimuma - aptuveni 22% līdz 80%. "Saspiežot visu izlietoto siltumenerģiju mazā spektra apgabalā, to var ļoti efektīvi pārveidot par elektrību." Turklāt nanofotoniskie siltuma izstarotāji ar lielu fotonu blīvumu var ievērojami uzlabot radiācijas dzesēšanas un izlietotās siltuma reģenerācijas efektivitāti.
Jūs varat uzzināt vairāk par tehnoloģiju Lasīt Lai iegūtu papildinformāciju, skatiet ACS Photonics.
Avots: Rīsu universitāte
Saules siltuma ģenerators no elektrības un radioviļņiem
Elektriskās enerģijas avoti var būt ļoti dažādi. Mūsdienās saules termoelektrisko ģeneratoru ražošana ir sākusi iegūt popularitāti. Šādas instalācijas var izmantot bākās, kosmosā, automašīnās, kā arī citās dzīves jomās.
Saules siltuma ģeneratori ir lielisks enerģijas taupīšanas veids
RTG (apzīmē radionuklīdu termoelektrisko ģeneratoru) darbojas, izotopu enerģiju pārveidojot par elektrisko enerģiju. Tas ir ļoti ekonomisks veids, kā iegūt gandrīz bezmaksas elektrību un iespēju apgaismot, ja nav elektrības.
RTG funkcijas:
- Enerģijas avotu no izotopu sabrukšanas ir vieglāk iegūt, nekā, piemēram, darīt to pašu, sildot degli vai petrolejas lampu;
- Elektroenerģijas ražošana un daļiņu sabrukšana ir iespējama īpašu izotopu klātbūtnē, jo to sabrukšanas process var ilgt gadu desmitiem.
Izmantojot šādu instalāciju, jums jāsaprot, ka, strādājot ar veciem aprīkojuma modeļiem, pastāv risks saņemt starojuma devu, un ir ļoti grūti atbrīvoties no šādas ierīces. Ja tas netiek pienācīgi iznīcināts, tas var darboties kā radiācijas bumba.
Izvēloties instalācijas ražotāju, labāk palikt pie firmām, kuras jau ir sevi pierādījušas. Piemēram, Global, Altec (Altec), TGM (Tgm), Cryotherm, Termiona.
Starp citu, vēl viens labs veids, kā bez maksas iegūt elektrību, ir ģenerators radioviļņu savākšanai.Tas sastāv no filmu un elektrolītisko kondensatoru pāriem, kā arī mazjaudas diodēm. Izolēts kabelis apmēram 10-20 metru garumā tiek ņemts kā antena, un vēl viens zemes vads ir piestiprināts pie ūdens vai gāzes caurules.
Krievu zinātnieki ieguva siltumu no aukstuma
SB RAS Katalīzes institūta zinātnieki ir izdomājuši, kā no aukstuma iegūt siltumu, ko var izmantot apkurei skarbos klimatiskajos apstākļos. Lai to izdarītu, viņi ierosina zemā temperatūrā absorbēt metanola tvaikus ar porainu materiālu. Pirmie pētījuma rezultāti, ko atbalstīja dotācija
Krievijas Zinātnes fonds (RSF) bija
publicēts
žurnālā Applied Thermal Engineering. Ķīmiķi ir ierosinājuši ciklu ar nosaukumu "Siltums no aukstuma" ("TepHol"). Zinātnieki pārveido siltumu, izmantojot metanola adsorbcijas procesu porainā materiālā. Adsorbcija ir vielu absorbcijas process no šķīduma vai gāzes maisījuma ar citu vielu (adsorbentu), ko izmanto vielu atdalīšanai un attīrīšanai. Absorbēto vielu sauc par adsorbātu.
"Ideja bija vispirms teorētiski paredzēt, kādam jābūt optimālajam adsorbentam, un pēc tam sintezēt reālu materiālu, kura īpašības ir tuvu ideālam," komentēja viens no pētījuma autoriem, ķīmijas doktors Jurijs Aristovs. - Darba viela ir metanola tvaiki, un to parasti adsorbē ar aktivētiem ogļiem. Vispirms mēs paņēmām tirdzniecībā pieejamos aktivētos ogļus un tos izmantojām. Izrādījās, ka lielākā daļa no tām “nedarbojas” ļoti labi, tāpēc nolēmām paši sintezēt jaunus metanola adsorbentus, kas specializējušies TepHol ciklam. Tie ir divkomponentu materiāli: tiem ir poraina matrica, salīdzinoši inerta sastāvdaļa, un aktīvā sastāvdaļa ir sāls, kas labi absorbē metanolu ”.
Tad zinātnieki veica TepHol cikla termodinamisko analīzi, kas sniedz aptuvenu priekšstatu par transformācijas procesa gaitu, un noteica optimālos apstākļus adsorbcijas īstenošanai. Zinātnieki saskārās ar uzdevumu noskaidrot, vai jaunais termodinamiskais cikls var nodrošināt pietiekamu efektivitāti un jaudu siltuma ražošanai. Lai atbildētu uz šo jautājumu, tika izstrādāts TepHol instalācijas laboratorijas prototips ar vienu adsorbentu, iztvaicētāju un kriostātiem, kas imitēja aukstu gaisu un nesalstošu ūdeni. Adsorbents tika ievietots īpašā lielā virsmas siltummainī, kas izgatavots no alumīnija. Šī instalācija ļauj siltumu ražot periodiskā režīmā: tas tiek atbrīvots, kad adsorbents absorbē metanolu, un pēc tam tā atjaunošanai nepieciešams laiks. Šim nolūkam metanola spiediens virs adsorbenta tiek samazināts, ko veicina zemā apkārtējā temperatūra. TepHol prototipa testi tika veikti laboratorijas apstākļos, kur tika imitēti Sibīrijas ziemas temperatūras apstākļi, un eksperiments tika veiksmīgi pabeigts.
“Izmantojot divus dabiskus termostatus (siltuma uzkrāšanu) ziemā, piemēram, apkārtējo gaisu (T = -20 - -40 ° C) un neaizsalstošu ūdeni no upes, ezera, jūras vai gruntsūdeņiem (T = 0 - 20 ° C) , ar temperatūras starpību 30-60 ° C, māju sildīšanai var iegūt siltumu. Turklāt, jo laukā ir vēsāks, jo vieglāk iegūt noderīgu siltumu, ”sacīja Jurijs Aristovs.
Līdz šim zinātnieki ir sintezējuši četrus jaunus sorbentus, kas atrodas testēšanas fāzē. Pēc autoru domām, pirmie šo testu rezultāti ir ļoti iepriecinoši.
“Piedāvātā metode ļauj iegūt siltumu tieši uz vietas reģionos ar aukstām ziemām (Krievijas ziemeļaustrumu ziemeļos, Eiropas ziemeļos, Amerikas Savienotajās Valstīs un Kanādā, kā arī Arktikā), kas var ievērojami paātrināt to sociālekonomisko attīstību.Pat neliela daudzuma vides zemas temperatūras siltuma izmantošana var izraisīt izmaiņas mūsdienu enerģijas struktūrā, mazināt sabiedrības atkarību no fosilā kurināmā un uzlabot mūsu planētas ekoloģiju, ”secināja Aristovs.
Nākotnē krievu zinātnieku attīstība var būt noderīga, lai racionāli izmantotu zemas temperatūras rūpnieciskos atkritumus (piemēram, dzesēšanas ūdeni, ko izplūst termoelektrostacijas, un gāzes, kas ir ķīmijas un naftas blakusprodukts. pārstrādes rūpniecība), transporta un mājokļu un komunālajiem pakalpojumiem, kā arī atjaunojamo siltumenerģiju, it īpaši Zemes reģionos ar skarbajiem klimatiskajiem apstākļiem.
Kā padarīt Peltier elementu ar savām rokām
Parasts Peltier elements ir plāksne, kas samontēta no dažādu metālu daļām ar savienotājiem savienošanai ar tīklu. Šāda plāksne iziet caur sevi strāvu, vienā pusē sakarstot (piemēram, līdz 380 grādiem), bet otrā - no aukstuma.
Peltier elements ir īpašs termoelektriskais devējs, kas darbojas saskaņā ar tā paša nosaukuma principu elektriskās strāvas padevei.
Šādam termogeneratoram ir pretējs princips:
- Vienu pusi var sildīt, sadedzinot degvielu (piemēram, uguns uz koka vai kādu citu izejvielu);
- Otru pusi, gluži pretēji, atdzesē ar šķidruma vai gaisa siltummaini;
- Tādējādi uz vadiem tiek ģenerēta strāva, kuru var izmantot atbilstoši jūsu vajadzībām.
Tiesa, ierīces veiktspēja nav ļoti lieliska, un efekts nav iespaidīgs, taču, neskatoties uz to, šāds vienkāršs mājās gatavots modulis var labi uzlādēt tālruni vai pievienot LED lukturīti.
Šim ģeneratora elementam ir savas priekšrocības:
- Klusais darbs;
- Spēja izmantot to, kas ir pie rokas;
- Viegls svars un pārnesamība.
Šādas pašmāju krāsnis sāka gūt popularitāti starp tiem, kuriem patīk nakšņot mežā pie ugunskura, izmantojot zemes dāvanas un kuri nenovērš iespēju bez maksas saņemt elektrību.
Peltier moduli izmanto arī datoru dēļu dzesēšanai: elements ir savienots ar plati un, tiklīdz temperatūra kļūst augstāka par pieļaujamo, tā sāk dzesēt ķēdes. No vienas puses, ierīcē nonāk auksta gaisa telpa, no otras puses - karsta. Populārs ir 50X50X4mm (270w) modelis. Šādu ierīci var iegādāties veikalā vai izgatavot pats.
Starp citu, stabilizatora pievienošana šādam elementam ļaus jums iegūt lielisku sadzīves tehnikas lādētāju pie izejas, nevis tikai siltuma moduli.
Lai mājās izveidotu Peltier elementu, jums jāņem:
- Bimetāla vadītāji (apmēram 12 gab. Vai vairāk);
- Divas keramikas plāksnes;
- Kabeļi;
- Lodāmurs.
Ražošanas shēma ir šāda: vadītāji ir pielodēti un novietoti starp plāksnēm, pēc tam tie ir cieši nostiprināti. Šajā gadījumā jums jāatceras par vadiem, kas pēc tam tiks piestiprināti strāvas pārveidotājam.
Šāda elementa izmantošanas joma ir ļoti dažāda. Tā kā viena no tās pusēm mēdz atdzist, ar šīs ierīces palīdzību jūs varat izgatavot nelielu kempinga ledusskapi vai, piemēram, automātisko gaisa kondicionieri.
Bet, tāpat kā jebkurai ierīcei, arī šim termoelementam ir savi plusi un mīnusi. Plusi ietver:
- Kompakts izmērs;
- Spēja strādāt ar dzesēšanas vai sildelementiem kopā vai katru atsevišķi;
- Klusa, praktiski klusa darbība.
Mīnusi:
- Nepieciešamība kontrolēt temperatūras starpību;
- Liels enerģijas patēriņš;
- Zems efektivitātes līmenis ar augstām izmaksām.
Saules kolektoru veidi - kādi tie ir?
Ar kolektoriem saprot ierīces, kas spēj absorbēt saules enerģiju, pārveidot to siltumā un pēc tam nosūtīt to dzesēšanas šķidrumam.Standarta saules kolektors tiek izgatavots plastmasas vai metāla korpusa formā, kurā ir uzstādītas melna metāla plāksnes. Šīs plāksnes var uzkarsēt līdz noteiktai temperatūrai.
Kolektorus atkarībā no tā lieluma iedala augstā, vidējā un zemā temperatūrā. Ir nereāli mājās izgatavot augstas temperatūras ierīces. Tie ir izveidoti, izmantojot sarežģītas tehnoloģijas darbam lielos rūpniecības objektos. Vidējas temperatūras struktūras, kas uzkrāj pietiekamu daudzumu saules enerģijas, var izmantot dzīvojamo ēku apsildīšanai, bet zemas temperatūras - ūdens sildīšanai. Pilnīgi iespējams pašiem izgatavot šos divus kolekcionāru veidus.
Mūs interesējošās ierīces ir sadalītas šādos veidos:
- plakans;
- uzkrājošs;
- gaiss;
- šķidrums.
Saules kolektors uz jumta
Plakans kolektors ir kastei līdzīga konstrukcija, kas izgatavota no metāla ar plāksni, lai absorbētu Saules gaismu. Tas ir pārklāts ar stikla vāku ar zemu dzelzs saturu, kura dēļ gandrīz visa saules gaisma nokrīt uz siltumu uztverošās plāksnes. Struktūra obligāti ir siltumizolēta. Šāda kolektora efektivitāte ir objektīvi maza - aptuveni 10%. To var palielināt, piemērojot vafelei īpašu pusvadītāju ar amorfām īpašībām. Šādas ierīces ir piemērotas ūdens sildīšanai ikdienas dzīvē.
Termosifona (uzglabāšanas) kolektors tiek uzskatīts par efektīvāku. To izmanto, lai kādu laiku sildītu ūdeni un uzturētu temperatūru noteiktā līmenī telpā. Strukturāli tas ir izgatavots 1-3 tvertņu veidā, kas uzstādīti kastē ar siltumizolāciju. Tāpat kā plakana ierīce, tā ir pārklāta ar stikla vāku. Aukstā sezonā ir grūti izmantot šādu kolektoru. Bet vasarā, kad Saules gaisma ir ļoti spēcīga, to var izmantot mājās.
Šķidrās saules struktūras izmanto ūdeni kā siltuma nesēju. Tie ir izgatavoti pēc atvērta vai slēgta siltuma apmaiņas principa, tie var būt bez stikla un stikloti. Šādu ierīču darbība ir saistīta ar neērtībām - tās bieži noplūst un ziemas mēnešos var sasalt. Gaisa savācējiem, kurus visbiežāk izmanto augļu, dārzeņu un salīdzinoši neliela apjoma citu lauksaimniecības produktu žāvēšanai, šīs problēmas nav. Lidaparāts ir strukturāli vienkāršs, to ir viegli uzturēt, tāpēc tas bauda pelnītu popularitāti.
Vienkāršs pašgatavots ģenerators
Neskatoties uz to, ka šīs ierīces tagad nav populāras, pašlaik nav nekā praktiskāka par termoģeneratoru, kas ir diezgan spējīgs nomainīt elektrisko plīti, apgaismojuma lampu ceļojumā vai palīdzēt, ja uzlādē uz mobilo tālruni sabojājas, darbina elektrisko logu. Šāda elektrība arī mājās palīdzēs strāvas padeves pārtraukuma gadījumā. To var iegūt bez maksas, varētu teikt, par bumbu.
Tātad, lai izveidotu termoelektrisko ģeneratoru, jums jāsagatavo:
- Sprieguma regulators;
- Lodāmurs;
- Jebkurš ķermenis;
- Dzesēšanas radiatori;
- Termiskā pasta;
- Peltier sildelementi.
Ierīces montāža:
- Pirmkārt, tiek izgatavots ierīces korpuss, kam jābūt bez apakšas, ar atverēm apakšā gaisam un augšpusē ar statīva konteineram (lai gan tas nav nepieciešams, jo ģenerators var nedarboties uz ūdens) ;
- Pēc tam Peltier elements ir piestiprināts pie ķermeņa, un dzesēšanas radiators ir piestiprināts pie tā aukstās puses caur termisko pastu;
- Tad jums ir nepieciešams lodēt stabilizatoru un Peltier moduli atbilstoši to stabiem;
- Stabilizatoram jābūt ļoti labi izolētam, lai mitrums tur nenonāktu;
- Atliek pārbaudīt tā darbu.
Starp citu, ja nav iespējas iegūt radiatoru, tā vietā varat izmantot datora dzesētāju vai automašīnas ģeneratoru. No šādas nomaiņas nekas briesmīgs nenotiks.
Stabilizatoru var iegādāties ar diodes indikatoru, kas sniegs gaismas signālu, kad spriegums sasniegs norādīto vērtību.
DIY termoelements: procesa iezīmes
Kas ir termoelements? Termopāra ir elektriskā ķēde, kas sastāv no diviem dažādiem elementiem ar elektrisko kontaktu.
Termopāra termoEMF ar 100 grādu temperatūras starpību tās malās ir aptuveni 1 mV. Lai padarītu to augstāku, vairākus termopārus var savienot virknē. Jūs iegūsiet termopolu, kura termoEMF būs vienāds ar tajā iekļauto termopāru EMF kopējo summu.
Termoelementu ražošanas process ir šāds:
- Tiek izveidots spēcīgs divu dažādu materiālu savienojums;
- Tiek ņemts sprieguma avots (piemēram, automašīnas akumulators), un tā vienā galā ir pievienoti dažādu materiālu vadi, kas iepriekš savīti saišķī;
- Šajā laikā jums jānes svins, kas savienots ar grafītu, otrā galā (šeit derēs parasts zīmuļa stienis).
Starp citu, drošībai ir ļoti svarīgi nedarboties zem augsta sprieguma! Maksimālais rādītājs šajā sakarā ir 40-50 volti. Bet labāk ir sākt ar mazām jaudām no 3 līdz 5 kW, pakāpeniski tos palielinot.
Ir arī "ūdens" veids, kā izveidot termopāri. Tas sastāv no nākotnes struktūras pievienoto vadu apsildīšanas nodrošināšanas ar loka izlādi, kas parādās starp tām un spēcīgu ūdens un sāls šķīdumu. Šādas mijiedarbības procesā "ūdens" tvaiki satur materiālus kopā, pēc tam termopāri var uzskatīt par gatavu. Šajā gadījumā ir svarīgi, kāda diametra izstrādājums ir komplektā. Tas nedrīkst būt pārāk liels.
Bezmaksas elektrība ar savām rokām (video)
Bezmaksas elektrības iegūšana nav tik grūts, kā izklausās. Pateicoties dažāda veida ģeneratoriem, kas strādā ar dažādiem avotiem, elektrības padeves pārtraukuma laikā vairs nav biedējoši palikt bez gaismas. Neliela prasme, un jums jau ir sava mini stacija gatava elektroenerģijas ražošanai.
Malkas spēkstacija ir viens no alternatīviem veidiem, kā piegādāt elektroenerģiju patērētājiem.
Šāda ierīce spēj iegūt elektrību ar minimālām enerģijas izmaksām pat tajās vietās, kur vispār nav strāvas padeves.
Elektrostacija, kurā tiek izmantota malka, var būt lieliska iespēja vasarnīcu un lauku māju īpašniekiem.
Ir arī miniatūras versijas, kas piemērotas garu pārgājienu mīļotājiem un laika pavadīšanai dabā. Bet vispirms ir vispirms.
SATURS (noklikšķiniet uz pogas labajā pusē):
Iezīmes
Ar koksni darbināma spēkstacija nebūt nav jauns izgudrojums, taču modernās tehnoloģijas ļāva nedaudz uzlabot iepriekš izstrādātās ierīces. Turklāt elektroenerģijas ražošanai tiek izmantotas vairākas dažādas tehnoloģijas.
Turklāt jēdziens "uz koka" ir nedaudz neprecīzs, jo jebkurš cietais kurināmais (koksne, šķelda, paletes, ogles, kokss), viss, kas var sadedzināt, ir piemērots šādas stacijas darbībai.
Tūlīt mēs atzīmējam, ka malka vai drīzāk to sadedzināšanas process darbojas tikai kā enerģijas avots, kas nodrošina ierīces darbību, kurā tiek ražota elektrība.
Šādu spēkstaciju galvenās priekšrocības ir:
- Spēja izmantot visdažādākās cietās degvielas un to pieejamība;
- Elektrības iegūšana jebkur;
- Dažādu tehnoloģiju izmantošana ļauj saņemt elektrību ar visdažādākajiem parametriem (pietiek tikai regulārai tālruņa uzlādēšanai un pirms rūpniecisko iekārtu barošanas);
- Tas var darboties arī kā alternatīva, ja elektroenerģijas padeves pārtraukumi ir bieži un arī galvenais elektroenerģijas avots.
Klasiskā versija
Kā atzīmēts, koksnes elektrostacijā elektrības ražošanai tiek izmantotas vairākas tehnoloģijas. Starp tiem klasika ir tvaika enerģija vai vienkārši tvaika dzinējs.
Šeit viss ir vienkārši - malka vai jebkura cita degviela, degot, uzsilda ūdeni, kā rezultātā tā pārvēršas gāzveida stāvoklī - tvaikos.
Iegūtais tvaiks tiek padots ģeneratora komplekta turbīnai, un, pagriežot ģeneratoru, rodas elektrība.
Tā kā tvaika dzinējs un ģeneratora komplekts ir savienoti vienā slēgtā kontūrā, pēc iziešanas caur turbīnu tvaiks tiek atdzesēts, atkal ievadīts katlā, un viss process tiek atkārtots.
Šāds spēkstacijas izvietojums ir viens no vienkāršākajiem, taču tam ir vairāki būtiski trūkumi, no kuriem viens ir sprādzienbīstams.
Pēc ūdens pārejas gāzveida stāvoklī spiediens ķēdē ievērojami palielinās, un, ja tas nav regulēts, tad ir liela cauruļvada plīsuma varbūtība.
Lai gan mūsdienu sistēmās tiek izmantots viss spiediena regulēšanas vārstu komplekts, tvaika dzinēja darbībai joprojām ir nepieciešama pastāvīga uzraudzība.
Turklāt parastais ūdens, ko izmanto šajā dzinējā, var izraisīt skalas veidošanos uz cauruļu sienām, kas pazemina stacijas efektivitāti (skala pasliktina siltuma pārnesi un samazina cauruļu caurlaidspēju).
Bet tagad šī problēma ir atrisināta, izmantojot destilētu ūdeni, šķidrumus, attīrītus piemaisījumus, kas nogulsnējas, vai īpašas gāzes.
Bet, no otras puses, šī spēkstacija var veikt vēl vienu funkciju - sildīt telpu.
Šeit viss ir vienkāršs - pēc savas funkcijas izpildes (turbīnas rotācija) tvaiks ir jāatdzesē, lai tas atkal nonāktu šķidrā stāvoklī, kam nepieciešama dzesēšanas sistēma vai, vienkārši, radiators.
Un, ja mēs novietosim šo radiatoru telpās, tad galu galā no šādas stacijas mēs iegūsim ne tikai elektrību, bet arī siltumu.
Ietaupīšanas metodes
Viena no iespējām šeit ir automatizētu vadības ierīču izmantošana mājas apkures sistēmai. Šāds aprīkojums pats uzrauga temperatūru ārpusē un, atkarībā no tā, izvēlas dzīvokļu siltuma padeves režīmu.
Šādu māju iedzīvotāji vairs nesaskaras ar situāciju, kad ir jau salīdzinoši silts, un dzīvoklī esošās baterijas ir karstas - telpā kļūst pārāk karsts, un viņiem ir jāatver logi. Iedzīvotāji piedzīvo diskomfortu, un tajā pašā laikā ir jāmaksā par "papildu" siltuma enerģiju.
Pagaidām tikai četriem procentiem māju ir automātiska apkures kontrole. Tas ļauj dzīvokļu īpašniekiem katru mēnesi ietaupīt uz komunālajiem maksājumiem.
Termoelektriskie ģeneratori
Elektrostacijas ar ģeneratoriem, kas uzbūvēti pēc Peltier principa, ir diezgan interesanta iespēja.
Fiziķis Peltjē atklāja efektu, ka tad, kad elektrība tiek izvadīta caur vadītājiem, kas sastāv no diviem atšķirīgiem materiāliem, siltums tiek absorbēts uz viena no kontaktiem, bet otrajā - siltums.
Turklāt šis efekts ir pretējs - ja vienā pusē vadītājs tiek sasildīts, bet no otras - dzesēts, tad tajā tiks ģenerēta elektrība.
Tieši pretējs efekts tiek izmantots koksnes spēkstacijās. Sadedzinot, tie sasilda vienu plāksnes pusi (kas ir termoelektriskais ģenerators), kas sastāv no kubiem, kas izgatavoti no dažādiem metāliem, un tā otro daļu atdzesē (kurai tiek izmantoti siltummaiņi), kā rezultātā elektrība parādās uz plāksnes spailēm.
Gāzes ģeneratori
Otrais veids ir gāzes ģeneratori. Šādu ierīci var izmantot vairākos virzienos, ieskaitot elektroenerģijas ražošanu.
Šeit ir vērts atzīmēt, ka šādam ģeneratoram pašam nav nekāda sakara ar elektrību, jo tā galvenais uzdevums ir radīt degošu gāzi.
Šādas ierīces darbības būtība sakrīt ar faktu, ka cietā kurināmā oksidēšanās (sadegšanas) procesā tiek izdalītas gāzes, tostarp degošās gāzes - ūdeņradis, metāns, CO, kuras var izmantot dažādiem mērķiem.
Piemēram, šādus ģeneratorus iepriekš izmantoja automašīnās, kur parastie iekšdedzes dzinēji lieliski darbojās ar izdalīto gāzi.
Sakarā ar pastāvīgo degvielas trīcēšanu, daži autobraucēji un motociklisti jau ir sākuši uzstādīt šīs ierīces automašīnās.
Tas ir, lai iegūtu spēkstaciju, pietiek ar gāzes ģeneratoru, iekšdedzes dzinēju un parasto ģeneratoru.
Pirmajā elementā tiks izdalīta gāze, kas kļūs par dzinēja degvielu un kas savukārt pagriezīs ģeneratora rotoru, lai iegūtu izejas elektrību.
Gāzes spēkstaciju priekšrocības ir šādas:
- Paša gāzes ģeneratora konstrukcijas uzticamība;
- Iegūto gāzi var izmantot iekšdedzes dzinēja (kas kļūs par elektriskā ģeneratora piedziņu), gāzes katla, krāsns darbināšanai;
- Atkarībā no izmantotā iekšdedzes dzinēja un ģeneratora elektrību var iegūt pat rūpnieciskiem mērķiem.
Galvenais gāzes ģeneratora trūkums ir apgrūtinoša struktūra, jo tajā jāiekļauj katls, kurā notiek visi gāzes ražošanas procesi, tā dzesēšanas un attīrīšanas sistēma.
Un, ja šo ierīci paredzēts izmantot elektroenerģijas ražošanai, tad stacijā papildus jāiekļauj arī iekšdedzes dzinējs un elektriskais ģenerators.
Kurš ir tiesīgs saņemt siltuma subsīdiju?
Šķērssubsidēšanas principa atcelšana jau 2012. gadā, saskaņā ar kuru uzņēmumi galvenokārt maksāja par iedzīvotāju patērēto siltumenerģiju, izraisīja strauju apkures tarifu pieaugumu. Lai izlīdzinātu neizbēgamo iedzīvotāju izdevumu lēcienu, tika nolemts maksāt subsīdijas par apkuri. To lielums tieši atkarīgs no kopējiem ģimenes ienākumiem. Jo zemāks tas ir, jo lielāka ir palīdzības summa no budžeta. Subsīdiju apjoma aprēķins tiek veikts individuāli, atkarībā no konkrētās situācijas specifikas.
Parasti apkures izmaksu atlīdzināšanas pakāpi aprēķina, pamatojoties uz piemēroto koeficientu, kuru savukārt nosaka atkarībā no ģimenes ienākumiem uz vienu cilvēku. Ne katra ģimene var pretendēt uz pretendēšanu uz subsīdiju apkures sezonā. Lai to izdarītu, vidējiem ienākumiem uz vienu iedzīvotāju jābūt ne vairāk kā trīsdesmit tūkstošiem rubļu. Tie pilsoņi, kuriem nav pat desmit tūkstošu rubļu vienai personai, saņem pilnu kompensāciju par siltumenerģijas izmaksām. Tiem, kas atrodas starp šiem diviem punktiem un kuru ienākumi katram ģimenes loceklim ir no desmit līdz trīsdesmit tūkstošiem, tiek noteikti savi koeficienti.
Saliekamo elektrostaciju pārstāvji
Ņemiet vērā, ka šīs opcijas - termoelektriskais ģenerators un gāzes ģenerators tagad ir prioritāras, tāpēc tiek ražotas lietošanai gatavas stacijas, gan mājsaimniecības, gan rūpnieciskās.
Zemāk ir daži no tiem:
- Indigirkas krāsns;
- Tūristu krāsns "BioLite CampStove";
- Elektrostacija "BioKIBOR";
- Elektrostacija "Eco" ar gāzes ģeneratoru "Cube".
Parasta mājsaimniecības cietā kurināmā krāsns (izgatavota atbilstoši "Burzhayka" krāsns tipam), kas aprīkota ar Peltier termoelektrisko ģeneratoru.
Lieliski piemērota vasarnīcām un mazām mājām, jo tās ir pietiekami kompaktas un transportējamas ar automašīnu.
Malkas sadedzināšanas laikā galvenā enerģija tiek izmantota apkurei, bet tajā pašā laikā esošais ģenerators ļauj iegūt arī elektrību ar 12 V spriegumu un 60 W jaudu.
Krāsns "BioLite CampStove".
Tas izmanto arī Peltier principu, taču tas ir vēl kompaktāks (svars ir tikai 1 kg), kas ļauj to ņemt līdzi pārgājienu braucienos, taču ģeneratora radītais enerģijas daudzums ir vēl mazāks, taču ar to pietiks, lai uzlādējiet lukturīti vai tālruni.
Tiek izmantots arī termoelektriskais ģenerators, taču tā jau ir rūpnieciska versija.
Ražotājs pēc pieprasījuma var izgatavot ierīci, kas nodrošina elektroenerģijas jaudu no 5 kW līdz 1 MW. Bet tas ietekmē stacijas lielumu, kā arī patērētās degvielas daudzumu.
Piemēram, iekārta, kas ražo 100 kW, stundā patērē 200 kg malku.
Bet Eco elektrostacija ir gāzes ģenerators. Tās konstrukcijā tiek izmantots gāzes ģenerators "Cube", benzīna iekšdedzes dzinējs un elektriskais ģenerators ar jaudu 15 kW.
Papildus rūpnieciski gataviem risinājumiem jūs varat atsevišķi iegādāties tos pašus Peltier termoelektriskos ģeneratorus, bet bez plīts un izmantot to ar jebkuru siltuma avotu.
Labvēlīgas siltuma atgūšanas priekšrocības
Kalnrūpniecības un skaitļošanas aprīkojuma blakusprodukta izmantošana ir universāls risinājums lielākajai daļai lietotāju, un iemesls ir šāds:
- enerģijas resursu taupīšana un enerģijas autonomijas nodrošināšana. Decentralizācija un neatkarība no monopola siltumenerģijas piegādātājiem samazinās izmaksas, īpaši reģionos ar aukstu klimatu;
- nav nepieciešams organizēt karstās un aukstās ejas, papildus uzstādīt gaisa kondicionierus un citas palīgierīces. Mūsu piedāvātais risinājums ir komplekss “viss vienā”, kas savienojas ar esošo infrastruktūru;
- saņemt papildu ienākumus ne tikai no ieguves, bet arī ar uzņēmējdarbības palīdzību, izmantojot iegūto siltumu vai no tā pārdošanas;
- integrācija esošajā infrastruktūrā. Mūsu pielietotā apvienošanās un vienkāršā uzstādīšana ļauj mums izveidot savienojumu ar esošajām iekārtām, nevis izveidot jaunu infrastruktūras kompleksu;
- nav negatīvas ietekmes uz vidi siltuma piesārņojuma, siltuma salu parādīšanās, mākslīgas temperatūras inversijas veidā virs siltuma avota. Nav atmosfēras mikrocirkulācijas un piesārņojuma pārneses mehānisma sarežģījumi.
Pašmāju stacijas
Arī daudzi amatnieki izveido pašu izgatavotas stacijas (parasti balstītas uz gāzes ģeneratoru), kuras pēc tam tiek pārdotas.
Tas viss norāda, ka jūs varat patstāvīgi izgatavot spēkstaciju no pieejamajiem instrumentiem un izmantot to saviem mērķiem.
Tālāk aplūkosim, kā ierīci var izgatavot pats.
Pamatojoties uz termoelektrisko ģeneratoru.
Pirmais variants ir spēkstacija, kuras pamatā ir Peltier plāksne. Tūlīt mēs atzīmējam, ka mājās izgatavota ierīce ir piemērota tikai tālruņa, lukturīša uzlādēšanai vai apgaismojumam, izmantojot LED lampas.
Ražošanai jums būs nepieciešams:
- Metāla korpuss, kam būs krāsns loma;
- Peltier plāksne (nopērkama atsevišķi);
- Sprieguma regulators ar uzstādītu USB izeju;
- Siltummainis vai vienkārši ventilators, lai nodrošinātu dzesēšanu (varat paņemt datora dzesētāju).
Elektrostacijas izgatavošana ir ļoti vienkārša:
- Mēs izgatavojam plīti. Mēs paņemam metāla kasti (piemēram, datora korpusu), atlocām tā, lai krāsnī nebūtu dibena. Zemāk esošajās sienās mēs izveidojam caurumus gaisa padevei. Augšpusē varat uzstādīt režģi, uz kura varat ievietot tējkannu utt.
- Uzlieciet plāksni uz aizmugurējās sienas;
- Uzstādiet dzesētāju plāksnes augšpusē;
- Mēs pievienojam sprieguma regulatoru spailēm no plāksnes, no kuras darbinām dzesētāju, kā arī izdarām secinājumus par patērētāju pieslēgšanu.
Viss darbojas vienkārši: mēs sadedzinām koksni, kad plāksne sakarst, tās spailēs tiks ģenerēta elektrība, kas tiks piegādāta sprieguma regulatoram. Dzesētājs sāks darboties un darbosies no tā, nodrošinot plāksnes dzesēšanu.
Atliek tikai pieslēgt patērētājus un uzraudzīt degšanas procesu krāsnī (savlaicīgi izmest malku).
Pamatojoties uz gāzes ģeneratoru.
Otrais spēkstacijas izgatavošanas veids ir gazifikatora izgatavošana. Šādu ierīci ir daudz grūtāk izgatavot, bet elektroenerģijas jauda ir daudz lielāka.
Lai to izveidotu, jums būs nepieciešams:
- Cilindriska tvertne (piemēram, izjaukts gāzes balons). Tam būs krāsns loma, tādēļ degvielas iekraušanai un cieto sadegšanas produktu tīrīšanai ir jānodrošina lūkas, kā arī gaisa padeve (labāka sadegšanas procesa nodrošināšanai būs nepieciešams piespiedu ventilators) un gāzes izvads;
- Dzesēšanas radiators (var izgatavot spoles formā), kurā gāze tiks atdzesēta;
- Spēja izveidot "Ciklona" tipa filtru;
- Jauda smalka gāzes filtra izveidošanai;
- Benzīna ģeneratoru komplekts (bet jūs varat vienkārši paņemt jebkuru benzīna motoru, kā arī parasto 220 V asinhrono elektromotoru).
Kur var novirzīt siltumu no iekārtām?
Izmantojot vienumu BiXBiT, lieko siltumu varat izmantot šādām vajadzībām:
- pieplūdes gaisa vai ūdens, kas nonāk telpā, kas ir apkures sistēmas (ieskaitot "siltās grīdas" sistēmu) vai dzīvojamās ēkas karstā ūdens apgādes, sildīšana;
- barotnes pāreja no vienas fāzes stāvokļa uz citu, tvaika ģenerēšana. Mēs runājam, piemēram, par darba maisījuma fāzes pāreju, lai nodrošinātu siltuma dzinēju vai tvaika kompresijas saldēšanas mašīnu ciklus;
- žāvēšanas līdzekļa sildīšana;
- tehnoloģisko izejvielu apsildīšana;
- alus pagatavošana (vāroša misa);
- lauksaimniecība (siltumnīcu kompleksi, siltumu mīlošu augu audzēšana, eksotisku dzīvnieku audzēšana utt.).
Šeit ir trīs piemēri mūsu instalācijas izvietošanai īpašos apstākļos.
Rūpniecības darbnīca. Šāda veida ražojumi uzņēmumiem visbiežāk saņem elektrību par lētiem tarifiem. Ir arī gaidīšanas transformatoru stacijas, kas lielāko daļu laika ir dīkstāvē. Telpas tiek apsildītas, izmantojot fosilo kurināmo vai elektrību.
Mūsu uzstādīšanas vieta ļaus efektīvāk izmantot rezerves elektrolīniju, kā arī ietaupīs uzņēmuma resursus telpu apkurei, pieslēdzoties centrālajai apkures sistēmai.
Noliktava, tirdzniecības centrs, biroju ēka. Šāda veida telpām ir vidējs elektroenerģijas tarifs, un tām ir arī jaudas rezerve. Telpas tiek apsildītas, izmantojot fosilo kurināmo vai elektrību.
Mūsu datorierīce piegādā siltumu telpai caur gaisa vadiem vai ir pievienota centrālajai apkures sistēmai.
Siltumnīcas. Privāti lauksaimniecības uzņēmumi izmanto lētus tarifus vai elektrību no saules baterijām. Arī siltumnīcas silda galvenokārt elektrība.
Elektroenerģija apkurei tiek novirzīta uz mūsu iekārtas barošanas avotu, kas rada siltumu, kas nepieciešams augstas temperatūras uzturēšanai. Iekārta darbojas visu diennakti, un attiecīgi augi (dzīvnieki) saņem nepieciešamo siltumenerģijas daudzumu.
Malkas spēkstacijas plusi un mīnusi
Malkas spēkstacija ir:
- Degvielas pieejamība;
- Spēja iegūt elektrību jebkur;
- Saņemtās elektroenerģijas parametri ir ļoti atšķirīgi;
- Ierīci var izgatavot pats.
- Starp trūkumiem tiek atzīmēts:
- Ne vienmēr augsta efektivitāte;
- Struktūras lielgabarīta;
- Dažos gadījumos elektroenerģijas ražošana ir tikai blakus efekts;
- Lai ražotu elektrību rūpnieciskai izmantošanai, ir jāsadedzina liels daudzums degvielas.
Kopumā cietā kurināmā elektrostaciju ražošana un izmantošana ir iespēja, kurai jāpievērš uzmanība, un tā var kļūt ne tikai par alternatīvu elektrotīkliem, bet arī palīdzēt vietās, kas atrodas tālu no civilizācijas.
Īsumā par darbības principu
Lai nākotnē jūs saprastu, kāpēc, saliekot mājās gatavotu termoelektrisko ģeneratoru, ir nepieciešamas noteiktas detaļas, vispirms parunāsim par Peltier elementa ierīci un kā tā darbojas. Šis modulis sastāv no termopāriem, kas virknē savienoti starp keramikas plāksnēm, kā parādīts zemāk redzamajā attēlā.
Kad elektriskā strāva iet caur šādu ķēdi, rodas tā sauktais Peltier efekts - viena moduļa puse sasilst, bet otra atdziest. Kāpēc mums tas ir vajadzīgs? Viss ir ļoti vienkārši, ja rīkojaties apgrieztā secībā: sildiet plāksnes vienu pusi un otru atdzesējiet, attiecīgi, jūs varat ražot zema sprieguma un strāvas elektrību. Mēs ceram, ka šajā posmā viss ir skaidrs, tāpēc mēs vēršamies pie meistarklasēm, kas skaidri parādīs, ko un kā ar savām rokām padarīt termoelektrisko ģeneratoru.
