Изработване на схема на термоелектрически генератор (TEG)

Термоелектричният генератор (TEG) е вид „устройство с безплатна енергия“, което има свойството да преобразуване на температурата в електричество . В тази публикация научаваме малко за тази концепция и откриваме как можем да я използваме за генериране на електричество от топлина и студ.

Какво е TEG

В една от по-ранните си статии вече обясних подобна концепция по отношение на как да направите малък хладилник с помощта на устройство на Пелтие

Устройството на Пелтие също е основно TEG, предназначено за генериране на електричество от разлика в температурата. Термоелектрическото устройство е доста подобно на термодвойка , единствената разлика е в състава на двата аналога.

В TEG се използват два различни полупроводникови материала (p-n) за ефекта, докато термодвойката работи с два различни метала за един и същ, въпреки че термодвойката може да изисква значително по-голяма разлика в температурата в сравнение с по-малката версия на TEG.

Също известен като 'Seebeck' ефект, той позволява на TEG устройство да инициализира генерирането на електроенергия, когато е подложено на разлика в температурата от двете страни. Това се случва благодарение на специално конфигурираната вътрешна структура на устройството, която използва няколко допирани p и n полупроводници за процеса.

Ефектът на Зеебек

Съгласно принципа на Seebeck, когато двата полупроводникови материала са подложени на две екстремни температурни нива, инициира движение на електрони през p-n прехода, което води до развитие на потенциална разлика във външните клеми на материалите.

Въпреки че концепцията изглежда невероятна, всички добри неща идват с присъщ недостатък и в този ефект също тяхното е, което я прави относително неефективна.

Необходимостта от екстремна разлика в температурите от двете страни става най-трудната част от системата, тъй като загряването на едната страна също означава, че другата страна също ще се нагрее, което в крайна сметка ще доведе до нулево електричество и повредено TEG устройство.

За да се осигури оптимална реакция и за иницииране на потока от електрони, единият полупроводников материал в ТЕГ трябва да е горещ, а едновременно другият полупроводник трябва да се държи настрана от тази топлина, като се осигури подходящо охлаждане от страна на контра. Тази критичност прави концепцията малко тромава и неефективна.

Независимо от това, концепцията TEG е нещо, което е изключително и не е възможно, използвайки друга система досега, и тази уникалност на тази концепция я прави много интересна и си струва да се експериментира.

TEG верига с помощта на токоизправителни диоди

Опитах се да проектирам TEG верига, използвайки обикновени диоди, въпреки че не съм сигурен дали тя ще работи или не, надявам се да се постигнат някои положителни резултати от тази настройка и тя има възможност за подобрение.

Позовавайки се на фигурите, можем да станем свидетели на обикновен диоден монтаж, затегнат с heasinks. Диодите са от тип 6A4, избрах тези по-големи диоди, за да придобия по-голяма повърхност и по-добра скорост на проводимост.

Диод 6A4

Простата схема на термоелектрически генератор, показана по-горе, може да се използва за генериране на електричество от отпадъчна топлина, чрез подходящо прилагане на необходимите степени на топлинна разлика в посочените топлопроводими плочи.

Фигурата отдясно показва много диоди, свързани последователно успоредни връзки за постигане на по-висока ефективност и пропорционално по-голямо натрупване на потенциална разлика на изхода.

Защо да използвате диод за направата на TEG

Предположих, че диодите ще работят за това приложение, тъй като диодите са основните полупроводникови единици, състоящи се от a легиран p-n материал, вграден в двата им крайни извода .

Това също така означава, че двата края са специално съставени от разнообразни материали, улесняващи по-лесното прилагане на температурата отделно от двата противоположни края.

Много такива модули могат да бъдат изградени и свързани последователно в паралелни комбинации за постигане на по-високи коефициенти на преобразуване, а това приложение може да бъде внедрено и чрез слънчева топлина. Страната, която трябва да се охлади, може да се постигне чрез въздушно охлаждане или чрез подобрено изпарително въздушно охлаждане от атмосферата за увеличаване на ефективността.