ብርሃን ከሙቀት ኃይል ከ $ 5: 7 ደረጃዎች በታች (ከስዕሎች ጋር)

2024 ደራሲ ደራሲ: John Day | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-30 07:33

እኛ በኔዘርላንድ ውስጥ ሁለት የኢንዱስትሪ ዲዛይን ተማሪዎች ነን ፣ እና ይህ ለቴክኖሎጂ ዲዛይን ንዑስ ኮርስ የቴክኖሎጂ አካል እንደመሆኑ ፈጣን የቴክኖሎጂ ፍለጋ ነው። እንደ ኢንዱስትሪ ዲዛይነር በቴክኖሎጂዎች ውስጥ የተወሰኑ ቴክኖሎጅዎችን ለመተግበር በደንብ የተረጋገጠ ውሳኔን ቴክኖሎጂዎችን በዘዴ መተንተን እና ስለእነሱ ጥልቅ ግንዛቤ ማግኘት መቻል ጠቃሚ ነው።

በዚህ አስተማሪ ሁኔታ ፣ እኛ ምን ያህል ቀልጣፋ እና ዝቅተኛ የ TEG ሞጁሎች ሊሆኑ እንደሚችሉ ለማየት እንፈልጋለን ፣ እና እንደ የኃይል ባንኮች ወይም የባትሪ መብራቶች ያሉ ከቤት ውጭ መለዋወጫዎችን ለመሙላት አዋጭ አማራጭ ከሆኑ ፣ ለምሳሌ ፣ የእሳት ቃጠሎ። ከባትሪ ኃይል በተቃራኒ ፣ የሙቀት ኃይል በእሳት በምድረ በዳ በማንኛውም ቦታ ልናደርገው የምንችለው ነገር ነው።

ተግባራዊ ትግበራ

ባትሪዎችን ለመሙላት እና የ LED መብራቶችን ለማብራት የ TEGs አጠቃቀምን እንመረምር ነበር። የ TEG ሞጁሎችን ለመጠቀም እንገምታለን ፣ ለምሳሌ ፣ ከግሪድ ሃይል ነፃ መሆን እንዲችል በካምfire እሳት ላይ የእጅ ባትሪ ለመሙላት።

የእኛ ምርመራ በቻይና የመስመር ላይ ቸርቻሪዎች ላይ ባገኘነው ዝቅተኛ ዋጋ መፍትሄዎች ላይ ያተኩራል። በአሁኑ ጊዜ በጣም ትንሽ የኃይል ውፅዓት ስላላቸው በእንደዚህ ዓይነት ተግባራዊ ትግበራ ውስጥ የ TEG ሞጁሎችን ለመምከር አስቸጋሪ ነው። ዛሬ በገበያ ላይ በጣም ቀልጣፋ የሆኑ የ TEG ሞጁሎች ቢኖሩም ፣ ዋጋቸው እንደ ፍላሽ መብራት ላሉት አነስተኛ የሸማች ምርቶች አማራጭ አያደርጋቸውም።

ደረጃ 1: ክፍሎች እና መሣሪያዎች

ክፍሎች

-ቴርሞኤሌክትሪክ ሞዱል (TEG) 40x40 ሚሜ (SP1848 27145 SA) https://www.banggood.com/40x40mm-Thermoelectric-Power-Generator-Peltier-Module-TEG-He-Temperature-150-Dree-p-1005052.html? rmmds = ፍለጋ & cur_warehouse = CN

-እውነታዎች

-የዳቦ ሰሌዳ

-ቀይ LED

-አንዳንድ ሽቦዎች

-Heatsink plaster/ thermal paste

-ብረታ ብረት/ሙቀት መስጫ (አልሙኒየም)

መሣሪያዎች

-አንድ ዓይነት ቴርሞሜትር

-የማሸጊያ ብረት

-(ዲጂታል) መልቲሜትር

-ቀለል ያለ

-ትንሽ እይታ (ወይም ከእሱ በታች የሻይ መብራቶችን እንዲያስቀምጡ የሚያስችልዎ ሌላ ነገር)

ደረጃ 2 የሥራ መርህ እና መላምት

እንዴት ነው የሚሰራው?

በቀላል አነጋገር ፣ TEG (ቴርሞኤሌክትሪክ ጄኔሬተር) ሙቀትን ወደ ኤሌክትሪክ ውፅዓት ይለውጣል። አንደኛው ወገን መሞቅ እና ሌላኛው ማቀዝቀዝ አለበት (በእኛ ሁኔታ ከጽሑፍ ጋር ያለው ጎን ማቀዝቀዝ አለበት)። ከላይ እና ከታች ጎኖች ላይ ያለው የሙቀት ልዩነት በሁለቱም ሳህኖች ውስጥ ያሉት ኤሌክትሮኖች የተለያዩ የኃይል ደረጃዎች (ሊሆኑ የሚችሉ ልዩነቶች) እንዲኖራቸው ያደርጋል ፣ ይህ ደግሞ የኤሌክትሪክ ፍሰት ይፈጥራል። ይህ ክስተት በ Seebeck ውጤት ይገለጻል። እንዲሁም በሁለቱም በኩል ያለው የሙቀት መጠን እኩል በሚሆንበት ጊዜ የኤሌክትሪክ ፍሰት አይኖርም ማለት ነው።

እንደተጠቀሰው የሙቀት -ኤሌክትሪክ ማመንጫዎች ለማሰስ ተመርጠዋል። እኛ በአንድ ዩኒት (መላኪያንም ጨምሮ) ከሶስት ዩሮ በታች በሆነ ወጪ SP1848-27145 ዓይነት እየተጠቀምን ነው። በገበያ ላይ የበለጠ ውድ እና ቀልጣፋ መፍትሄዎች እንዳሉ እናውቃለን ፣ ግን እኛ ለእነዚህ ‹ርካሽ› TEGs አቅም ፍላጎት ነበረን።

መላምት

የ TEG ሞጁሎችን የሚሸጠው ድር ጣቢያ የኤሌክትሪክ ኃይልን ለመለወጥ ውጤታማነት ምን እንደሚመስል በድፍረት ተናገረ። እነዚህን የይገባኛል ጥያቄዎች ስንመረምር ትንሽ ትንሽ አቅጣጫ እንወስዳለን።

ደረጃ 3 - ዝግጅት እና ስብሰባ

ደረጃ 1: በአውደ ጥናቱ ውስጥ የተገኙ ቁርጥራጭ የአሉሚኒየም ክፍሎችን በመጠቀም ቀለል ያለ ሙቀት መስጫ ተሠርቶ ነበር ፣ እነዚህ በሙቀት ማጣበቂያ በመጠቀም ከ TEG ሞዱል ጋር ተያይዘዋል። ሆኖም ፣ ሌሎች ብረቶች እንደ መዳብ ፣ ነሐስ ወይም ብስባሽ እንዲሁ ለዚህ ቅንብር በበቂ ሁኔታ ይሰራሉ።

ደረጃ 2 - ቀጣዩ ደረጃ የመጀመሪያውን የ TEG ን አሉታዊ መሪ ወደ ሁለተኛው TEG አወንታዊ መሪነት መሸጥን ያካትታል ፣ ይህ የኤሌክትሪክ ጅረት በተከታታይ እንደሚሆን ያረጋግጣል (ማለትም የሁለቱ TEGs ውፅዓት ይጨምራል)። በእኛ ቅንብር ፣ በአንድ TEG ወደ 1.1 ቮልት ለማመንጨት ብቻ ነበርን። ይህ ማለት ቀዩን ኤልኢዲ ለማብራት የሚያስፈልገውን 1.8 ቮልት ለመድረስ ሁለተኛ TEG ታክሏል ማለት ነው።

ደረጃ 3 - የመጀመሪያውን TEG ቀይ (አወንታዊ) ሽቦ እና የሁለተኛው TEG ጥቁር (አሉታዊ) ሽቦን በየቦታው ከዳቦ ሰሌዳ ጋር ያገናኙ።

ደረጃ 4 - በዳቦ ሰሌዳው ላይ ቀይ ኤልኢዲ ያስቀምጡ (ያስታውሱ - ረጅሙ እግር አዎንታዊ ጎን ነው)።

ደረጃ 5: የመጨረሻው ደረጃ ቀላል*ነው ፣ ሻማዎቹን ያብሩ እና የ TEG ሞጁሎችን በእሳቱ ነበልባል ላይ ያስቀምጡ። TEGs ን በላዩ ላይ ለማስቀመጥ ጠንካራ የሆነ ነገር መጠቀም ይፈልጋሉ። ይህ ከእሳት ነበልባል ጋር በቀጥታ እንዳይገናኙ ያደርጋቸዋል ፣ በዚህ ሁኔታ አንድ ቪዛ ጥቅም ላይ ውሏል።

ይህ ቀላል ፈተና ስለሆነ ፣ ተገቢ አጥር ወይም ማቀዝቀዣ ለመሥራት ብዙ ጊዜ አላጠፋንም። ወጥነት ያላቸውን ውጤቶች ለማረጋገጥ ፣ TEG ለሙከራ ከቲሊቲው እኩል ርቀት ላይ መቀመጡን አረጋግጠናል።

*ሙከራውን ለመድገም በሚሞክሩበት ጊዜ ፣ TEGs ለማቀዝቀዝ በማቀዝቀዣ ወይም በማቀዝቀዣ ውስጥ በሙቀት መስጫ ውስጥ ማስቀመጥ ይመከራል። ይህን ከማድረግዎ በፊት ከዳቦ ሰሌዳው ውስጥ ማስወጣትዎን ያረጋግጡ።

ደረጃ 4: ማዋቀር

የመጀመሪያ ሙከራ

የመጀመሪያ ፈተናችን ፈጣን እና ቆሻሻ ነበር። የ TEG ሞጁሉን በሻይ መብራት ላይ አደረግን እና የሻይ መብራት እና የበረዶ ኩብ የአልሙኒየም መከለያውን በመጠቀም የ TEG ን ‹ቀዝቃዛ መጨረሻ› ቀዝቅዘናል። የ “TEG” ን የላይኛው የሙቀት መጠን ለመለካት የእኛ ቴርሞሜትር (ግራ) በትንሽ ማያያዣ (ከላይ በስተቀኝ) ውስጥ ተተክሏል።

ለመጨረሻ ፈተና ሙከራዎች

ለመጨረሻ ፈተናችን ፣ የበለጠ አስተማማኝ ውጤት ለማረጋገጥ በማዋቀሩ ላይ ብዙ ለውጦችን አድርገናል። በመጀመሪያ ትልቁን የአሉሚኒየም ብሎክ በመጠቀም የበረዶውን ቀዝቃዛ ውሃ ለተለዋዋጭ ማቀዝቀዣ ቀይረናል ፣ ይህ እምቅ ትግበራውን የበለጠ በቅርበት ያንፀባርቃል። እንዲሁም የተፈለገውን ውጤት ለማሳካት ሁለተኛው TEG ተጨምሯል ፣ ይህም ቀይውን ኤልኢዲ ማብራት ነበር።

ደረጃ 5 ውጤቶች

የተገለጸውን ቅንብር በመጠቀም ቀይ LED ያበራል!

አንድ TEG ምን ያህል ኃይለኛ ነው?

አምራቹ አምራቹ TEG ለ 100 ዲግሪ የሙቀት ልዩነት ሲጋለጥ በ 669 ኤኤኤኤኤኤኤኤኤ እስከ 4.8V ድረስ ክፍት የወረዳ ቮልቴጅን ማምረት ይችላል ይላል። የኃይል ቀመር P = I * V ን በመጠቀም ይህ በግምት 3.2 ዋት እንደሚሆን ይሰላል።

እኛ ለእነዚህ የይገባኛል ጥያቄዎች ምን ያህል ቅርብ እንደምንሆን ለማየት ተነሳን። በ TEG ታች 250 ዲግሪ ሴልሺየስ አካባቢ ሲለካ እና ከላይኛው ጫፍ ላይ ወደ 100 ዲግሪዎች ሲቃረብ ፣ ሙከራው ከአምራቹ የይገባኛል ጥያቄ ጋር ሲነፃፀር በጣም ልዩነትን ያሳያል። ቮልቴጁ በ 0.9 ቮልት እና በ 150 mA አካባቢ ይቆማል ፣ ይህም ከ 0.135 ዋት ጋር እኩል ነው።

ደረጃ 6 - ውይይት

የእኛ ውጤት የእነዚህን TEGs አቅም ጥሩ ግንዛቤ ይሰጠናል ፣ ምክንያቱም እኛ የእነሱ ውጤት ለትንሽ ደስታ እና ለሙከራ ጥሩ ነው ፣ ግን እነዚህን ስርዓቶች በትክክል ለማቀዝቀዝ እና የተረጋጋ የኃይል ምንጭ ለማመንጨት የተሳተፈው ፊዚክስ ነው። እንደ የፀሐይ ኃይል ካሉ ሌሎች ሊሆኑ ከሚችሉ የፍርግርግ መፍትሄዎች ጋር ሲነፃፀሩ ለእውነተኛው ዓለም ትግበራ በጣም የሚቻል ነው።

ለቲ.ጂ. በቴርሞዳይናሚክስ ሕጎች ምክንያት እኛ በጣም ውስን ነን። የሙቀት ልዩነት መሟላት ስለሚያስፈልገው ፣ የ TEG አንድ ጎን (ገባሪ) ማቀዝቀዝ እና ሌላኛው የማያቋርጥ የሙቀት ምንጭ ይፈልጋል። የኋለኛው በካምፕ እሳት ጉዳይ አይደለም ፣ ሆኖም ማቀዝቀዝ በጣም ቀልጣፋ መሆን አለበት ስለሆነም ንቁ የማቀዝቀዝ መፍትሄ ያስፈልጋል እና ይህ ለማሳካት አስቸጋሪ ነው። እነዚህ መፍትሄዎች እንዲሠሩ የሚያስፈልገውን መጠን ሲያስቡ ፣ አሁን ካለው የባትሪ ቴክኖሎጂ ጋር ሲነፃፀር ፣ መብራቶችን ለማብራት ባትሪ መምረጥ በጣም ምክንያታዊ ነው።

ማሻሻያዎች

ለወደፊት ሙከራዎች ፣ ተገቢ የሙቀት አማቂዎችን (ለምሳሌ ከተሰበረ ኮምፒተር) እንዲያገኙ እና በ TEG ሞቃታማ እና አሪፍ ጎን ላይ እንዲተገበሩ ይመከራሉ። ይህ ሙቀቱ በትክክል በትክክል እንዲሰራጭ እና ከአሉሚኒየም ጠንካራ ብሎክ በቀዝቃዛው ጎን ላይ ያለው የፍሳሽ ሙቀት በቀላሉ እንዲበተን ያደርገዋል።

የዚህ ቴክኖሎጂ የወደፊት ትግበራዎች በአሁኑ ጊዜ TEGs በዋነኝነት በአከባቢ (ለአካባቢ ተስማሚ) ቴክኒካዊ ምርቶች ውስጥ የኃይል ብክነትን እንደ ሙቀት ለመጠቀም ያገለግላሉ። ለወደፊቱ ይህ ቴክኖሎጂ ብዙ የበለጠ አቅም አለው። ለብርሃን ምርቶች ዲዛይን አንድ አስደሳች አቅጣጫ የሚለብሱ ናቸው። የሰውነት ሙቀት መጠቀሙ በልብስ ወይም በሰውነት ላይ በቀላሉ ሊጫኑ የሚችሉ ባትሪ-አልባ መብራቶችን ሊያስከትል ይችላል። ይህ ቴክኖሎጂ ከመቼውም ጊዜ በበለጠ ሁለገብ ጥቅሎች ውስጥ የአካል ብቃት ክትትል ምርቶችን ለመፍቀድ በራስ ኃይል አነፍናፊዎች ውስጥ ሊተገበር ይችላል። (Evident Thermoelectrics, 2016)።

ደረጃ 7 መደምደሚያ

ለማጠቃለል ፣ እንደ ቴክኖሎጂው ተስፋ ሰጭ ፣ ስርዓቱ የኤሌክትሪክ ክፍያን እንኳን ፍሰት (በእኛ ሁኔታ ፣ ዘላቂ ብርሃን) ለማረጋገጥ ንቁ የማቀዝቀዝ እና የማያቋርጥ የሙቀት ምንጭ ይፈልጋል። የእኛ ቅንብር ፍሪጅ በመጠቀም የሙቀት መጠጦቹን በፍጥነት ለማቀዝቀዝ ቢፈቅድም ፣ ይህ ሙከራ ያለ ውጫዊ ኤሌክትሪክ ማባዛት በጣም ከባድ ነበር። አዎንታዊ እና አሉታዊ ጎኖች ወደ ተመሳሳይ የሙቀት መጠን ሲደርሱ ብርሃኑ ሞቶ ነበር። ቴክኖሎጂው በአሁኑ ጊዜ በጣም ተግባራዊ ባይሆንም ፣ የአዳዲስ እና የፈጠራ ቴክኖሎጂዎችን እና የቁሳቁሶችን ቀጣይ ዥረት ከግምት ውስጥ በማስገባት የት እንደሚሄድ ማየት አስደሳች ነው።