Солнечный термоэлектрический генератор – «подсолнечник»

19 сентября 2017  |  Термоэлектрические преобразователи энергии



Подсолнечник - это пассивное солнечное устройство, в котором, для выработки электрической энергии использует термоэлектрический преобразователь (ТЭП) - элемент Пельтье. Он получает тепло от солнца, нагревающее одну сторону ТЭП и использует прохладную океанскую воду для охлаждения противоположной стороны. Океанскую воду вполне можно заменить на морскую или речную.


Солнечный термоэлектрический генератор – «подсолнечник»

Шаг 1: Термоэлектрическое производство электроэнергии

Подробно принцип действия термоэлектрического преобразователя (элемента Пельтье) мы описывали в статье «Элемент Пельтье. Общие данные».


Солнечный термоэлектрический генератор – «подсолнечник»

Кстати, компании «Volkswagen» и «BMW» изготовили термоэлектрические генераторы, которые питаются отходящим теплом двигателя внутреннего сгорания автомобиля. Таким образом, они могут использовать дополнительный источник электроэнергии для питания электрических устройств автомобиля. Это способствует повышению эффективности работы двигателя (в частности уменьшает расход топлива) за счет сокращения нагрузки на двигатель со стороны механического генератора.

Шаг 2: Компоненты
1. Термоэлектрический генератор
2. Радиатор (см. описание ниже)
3. Алюминиевый лист
4. Теплопроводящая паста
5. Толстый плоский кусок пенопласта, клей.

Шаг 3: Сборка

Конструкция солнечного термоэлектрического генератора показана на рисунке ниже.


Солнечный термоэлектрический генератор – «подсолнечник»

Алюминиевый лист по размерам должен быть больше габаритов элемента Пельтье. Но стоит его делать слишком большим, т.к. нагрев дальней области листа (относительно элемента) уже не будет сказываться на производительности нашей электростанции. Лист со «стороны» солнца окрашивается в черный цвет для улучшения поглощения тепла от солнца.

Место контакта алюминиевого листа и «горячей» стороны термоэлектрического преобразователя необходимо смазать теплопроводящей пастой.

К «холодной» стороне термоэлектрического преобразователя закрепляем радиатор. Аналогично, место контакта радиатора и элемента Пельтье смазываем теплопроводящей пастой.


Солнечный термоэлектрический генератор – «подсолнечник»

Далее, собранную конструкцию устанавливаем на пенопласт. При этом необходимо учитывать, чтобы радиатор был как можно больше погружен в воду. Это обеспечит отвод тепла от радиатора и, соответственно, от модуля Пельтье, в воду.


Солнечный термоэлектрический генератор – «подсолнечник»

Пенопласт выполняет двойную функцию. Во-первых, он удерживает солнечный термоэлектрический генератор на плаву, а во-вторых, он служит в качестве теплоизолятора между «холодной» водой и «горячей» пластиной.

Также необходимо обеспечить изоляцию проводов элемента Пельтье от воды.

Шаг 4: Тестирование

Запустите солнечный термоэлектрический генератор в воду и дайте время нагреться пластине, после чего «подсолнечник» начнет выделять электроэнергию.


Солнечный термоэлектрический генератор – «подсолнечник»

Для тестирования автор использовал емкость с водой и льдом. Через 15 минут, показания на вольтметре составляли 0,8 вольт при токе 160мА.


Солнечный термоэлектрический генератор – «подсолнечник»


Солнечный термоэлектрический генератор – «подсолнечник»

Шаг 5: Выводы
1. Солнечный термоэлектрический генератор лучше всего будет работать в солнечную (ясную) погоду.
2. Эффективность выработки электроэнергии будет зависеть от разности температуры воды и температуры пластины. Чем она больше, чем сильнее нагрета пластина и чем холоднее вода, тем больше мощность нашего генератора. Здесь более привлекательно использование родниковой воды.
3. Для повышения напряжения и/или тока электростанции необходимо использовать последовательное/параллельное включение нескольких «Подсолнухов».


Солнечный термоэлектрический генератор – «подсолнечник»

Автор перевода: Guarda
Источник фото: Solar Thermoelectric Generator - Sunflower
Полное или частичное копирование текста ЗАПРЕЩЕНО!


Код для размещения на форумах или блоге

«