Pembangkit listrik dari secangkir air mendidih

Seperti yang Anda ketahui, listrik dapat diproduksi menggunakan generator elektrodinamik (uap, angin atau air), sel surya, serta konversi perbedaan suhu dari dua konduktor dan semikonduktor yang berbeda, bekerja pada efek Seebeck. Lebih sering, orang dapat mendengar tentang efek Peltier - pemisahan suhu pada konduktor dan semikonduktor yang disolder berbeda, yang merupakan efek kebalikan dari Seebeck.

Untuk analisis, kami menggunakan satu elemen seperti itu dengan tanda TEC1-12706.



Elemen dirancang untuk tegangan nominal 12V, maksimum sedikit lebih tinggi, tetapi meningkatkan risiko kerusakan elemen dan mengurangi efisiensinya. Elemen ini dirakit dari 127 sel dan dirancang untuk arus maksimum 6 A. Ketika menghubungkan elemen ke sumber tegangan, konsumsi arus sekitar 2 A, dan daya yang diserap dari sumber adalah 24 watt.

Untuk mendapatkan listrik, satu pelat elemen harus dipanaskan, dan yang kedua harus didinginkan. Dalam kasus saya, untuk warna kawat yang ditunjukkan, sisi dingin ditandai, sisi panas tidak ditandai. Ketika mengubah polaritas kabel, sisi juga akan berubah sifatnya.

Untuk mendinginkan pelat, kami menggunakan radiator dalam es yang mencair, kami mengambil suhu permukaan elemen Seebeck yang dingin sekitar 0 derajat.





Untuk memanaskan piring, taruh cangkir air mendidih di atas dan ambil suhu bagian panas untuk 100 derajat. Mari kita tunggu suhu stabil di sisi dingin, yaitu 11 derajat.



Dalam hal ini, tegangan yang dihasilkan di terminal elemen adalah sekitar 1,7 V (idle).



Pada beban 100 ohm, tegangan sudah 1,5 V.



Daya yang dialokasikan untuk resistor adalah 22,5 mW. Kami menghubungkan Burst-Up 0.8 hingga 5 V converter ke terminal elemen Seebeck, dan LED yang berkedip ke output konverter.

Ya, itu berkedip, dioda membutuhkan sangat sedikit arus untuk beroperasi (kurang dari 10 mA).



Menganggur pada output dari Burst-Up converter:



Sekarang kita akan menghubungkan PowerBank eksklusif yang mampu mengakumulasi bahkan arus muatan kecil. Dan dia sedang mengisi!



Arus muatan dapat diperkirakan sebagai berikut: Efisiensi Burst-Up = 0,9, oleh karena itu, sekitar 20 mW daya dipasok ke PowerBank. Ada konverter Step-Down di bank, untuk mengisi baterai Li-Ion dengan tegangan awal 2,8 V dan 4,2 V akhir, efisiensi konverter juga diambil untuk 0,9. Kemudian, daya yang tersisa akan menjadi 18 mW. Arus pengisian baterai akan berada di kisaran 4,3 ... 6,5 mA, mis. sekitar 5 mA.

Stasiun termal berdaya rendah seperti itu ternyata. Jangan lupa bahwa angka-angka ini diperoleh pada perbedaan suhu 90 derajat, yang berkurang ketika cairan mendingin dalam gelas, dan cairan dingin, seperti yang Anda tahu, dikumpulkan di bagian bawah cangkir.

Bagaimana mengimbangi efek ini, pembaca mungkin sudah menebak.

Sebagai kesimpulan, kami membandingkan output energi generator dan sel fotovoltaik miniatur dengan dimensi 52x9 mm, ketebalan, 0,2 mm, berat 0,24 gram, U = 0,5 V.



Pada setara dengan radiasi matahari dengan ketahanan beban optimal 1,5 Ohm, sel memancarkan daya 48 mW.



Ini hampir 2 kali lebih banyak dari daya yang diterima dari elemen Seebeck dalam percobaan kami, namun, dalam cuaca berawan, kita dapat dengan aman menganggap daya yang dipancarkan sebagai sel fotosel lebih sedikit dengan urutan besarnya, mis. hanya 5 mW. Maka hanya 4 sel surya 52x9 mm yang sudah setara dengan 1 Seebeck dalam cuaca mendung.

Source: https://habr.com/ru/post/undefined/