Опубликовано

Термоэлектрический элемент пельтье

Генераторные модули

  • Главная
  • »

  • Продукция
  • »

  • Генераторные модули

Во всем мире идет активный поиск альтернативных экологически чистых источников энергии. В связи с этим, очень актуальным становится использование термоэлектрических модулей для генерирования электроэнергии.

Использование термогенераторных модулей (ТГМ) производства компании «Криотерм» позволяет обеспечивать с одного ТГМ при разности температур 100 °С генерацию электрической энергии мощностью до 10 Вт при напряжении постоянного тока до 6 В.

Основные области применения:

Среди основных областей применения ТГМ можно выделить следующие:

  • утилизация бросового тепла на транспортных установках (автомобилях, судах);
  • автономное обеспечение энергией электронных блоков для водяных котлов и мусоросжигательных установок;
  • катодная защита газовых трубопроводов;
  • преобразование тепла природных источников — геотермальные воды и т.п. в электрическую энергию;
  • автономное питание маломощных электрических устройств.

Таблица используемых сокращений

ТЭМ термоэлектрический модуль (охлаждающий)
ТГМ термоэлектрический генераторный модуль
DTmax максимально достижимая разница температур между сторонами термоэлектрического модуля
Imax максимальный электрический ток через термоэлектрический модуль, соответствующий режиму максимальной разницы температур
Umax максимальное электрическое напряжение на контактах термоэлектрического модуля, соответствующее режиму максимальной разницы температур
Qmax максимальная холодопроизводительность (холодильная мощность) термоэлектрического модуля. Определяется при максимальном токе через термоэлектрический модуль и нулевой разности температур между его сторонами
Rac электрическое сопротивление термоэлектрического модуля, измеренное на переменном токе с частотой 1 кГц

Элемент Пельтье это термоэлектрический преобразователь, который создает разность температур на своих поверхностях при протекании электрического тока. Принцип действия основан на эффекте Пельтье – возникновении разности температур в месте контакта проводников под действием электрического тока.

  • Устройство и принцип действия элемента Пельтье.
  • Применение.
  • Достоинства и недостатки.
  • Параметры элементов Пельтье.
  • Эксплуатационные требования к элементам Пельтье.
  • Термоэлектрический модуль Пельтье TEC1-12706. Параметры, характеристики.

Устройство и принцип действия элемента Пельтье.

Думаю, что только знатоки физики могут понять, как на самом деле работает элемент Пельтье. Для практиков главное, что существует минимальная единица модуля – термопара, представляющая из себя два соединенных проводника p и n типа.

При пропускании через термопару тока, происходит поглощение тепла на контакте n-p и выделение тепла на p-n контакте. В результате, участок полупроводника, примыкающий к n-p переходу, будет охлаждаться, а противоположный участок – нагреваться. Если поменять полярность тока, то на оборот, n-p участок будет нагреваться, а противоположный – охлаждаться.

Существует и обратный эффект. При нагревании одной из сторон термопары, вырабатывается электрический ток.

Для практического применения энергии поглощения тепла одной термопары недостаточно. В термоэлектрическом модуле используется много термопар. Электрически их соединяют последовательно. А конструктивно – так, что охлаждающие и нагревающие переходы расположены на разных сторонах модуля.

Термопары установлены между двух керамических пластин. Соединяются они медными шинами. Количество термопар может доходить до нескольких сотен. От их количества зависит мощность модуля.

Разность температур между горячей и холодной стороной модуля Пельтье может достигать 70 °C.

Надо понимать, что термоэлектрический модуль Пельтье снижает температуру одной стороны, относительно другой. Т.е. чтобы холодная сторона имела низкую температуру, необходимо отводить тепло от горячей поверхности, снижая ее температуру.

Для увеличения перепада температур, возможно последовательное (каскадное) соединение модулей.

Применение.

Термоэлектрические модули Пельтье применяются:

  • в небольших бытовых и автомобильных холодильниках;
  • в охладителях воды;
  • в системах охлаждения электронных приборов;
  • в термоэлектрических генераторах.

Я, используя элемент Пельтье, сделал холодильник для вина.

Достоинства и недостатки модулей Пельтье.

Как-то неправильно сравнивать элементы Пельтье с компрессорными охлаждающими установками. Совсем разные устройства – большая механическая система с компрессором, газом, жидкостью и маленький полупроводниковый компонент. А больше сравнивать не с чем. Поэтому достоинства и недостатки модулей Пельтье весьма условное понятие. Есть области, в которых они не заменимы, а в других случаях их применение совершенно нецелесообразно.

К достоинству элементов Пельтье можно отнести:

  • отсутствие механически движущихся частей, газов, жидкостей;
  • бесшумная работа;
  • небольшие размеры;
  • возможность обеспечивать как охлаждение, так и нагревание;
  • возможность плавного регулирования мощности охлаждения.

Недостатки:

  • низкий кпд;
  • необходимость в источнике питания;
  • ограниченное число старт-стопов;
  • высокая стоимость мощных модулей.

Параметры элементов Пельтье.

  • Qmax (Вт) – холодопроизводительность, при максимально-допустимом токе и разности температур между горячей и холодной сторонами равной 0. Считается, что вся тепловая энергия поступающая на холодную поверхность, мгновенно, без потерь передается на горячую.
  • Delta Tmax (град) — максимальная разность температур между поверхностями модуля при идеальных условиях: температура горячей стороны – 27 °C и холодная сторона с нулевой отдачей тепла.
  • Imax (А) – ток, обеспечивающий перепад температур delta Tmax.
  • Umax (В) – напряжение, при токе Imax и разности температур delta Tmax.
  • Resistance (Ом) – сопротивление модуля постоянному току.
  • COP (Сoefficient Of Рerformance) – коэффициент, отношение мощности охлаждения к электрической мощности, потребляемой модулем. Т.е. подобие кпд. Обычно 0.3-0.5.

Эксплуатационные требования к элементам Пельтье.

Модули Пельтье – капризные устройства. Их применение сопряжено с рядом требований, не выполнение которых приводит: к деградации модуля или выходу из строя, снижению эффективности системы.

  • Модули выделяют значительное количество тепла. Для отвода тепла должен быть установлен соответствующий радиатор. Иначе:
    • Невозможно достичь нужной температуры холодной стороны, т.к. элемент Пельтье снижает температуру относительно горячей поверхности.
    • Допустимый нагрев горячей стороны как правило + 80 °C ( в высокотемпературных до 150 °C). Т.е. модуль может просто выйти из строя.
    • При высоких температурах кристаллы модуля деградируют, т.е. снижается эффективность и срок службы модуля.
  • Важен надежный тепловой контакт модуля с радиатором охлаждения.
  • Источник питания для модуля должен обеспечивать ток с пульсациями не более 5%. При более высоком уровне пульсаций эффективность модуля снизится, по некоторым данным на 30-40%.
  • Не допустимо, для управления элементом Пельтье, использовать релейные регуляторы. Это приведет к быстрой деградации модуля. Каждое включение – выключение вызывает деградацию полупроводниковых термопар. Из-за резких изменений температуры между пластинами модуля возникают механические напряжения в местах спайки с полупроводниками. Производители элементов Пельтье нормируют количество циклов старт-стопов модуля. Для бытовых модулей это порядка 5000 циклов. Релейный регулятор выведет из строя модуль Пельтье за 1-2 месяца.
  • К тому же элемент Пельтье обладает высокой теплопроводностью между поверхностями. При выключении, тепло радиатора горячей стороны, через модуль будет передаваться на холодную сторону.
  • Недопустимо, для регулирования мощности на элементе Пельтье, использовать ШИМ модуляцию.
  • Чем надо питать элемент Пельтье источником тока или напряжения? Обычно используют источник напряжения. Он проще в реализации. Но вольт-амперная характеристика модуля Пельтье нелинейная и крутая. Т.е. при небольшом изменении напряжения ток меняется значительно. И вдобавок, характеристика меняется при изменении температуры поверхностей модуля. Надо стабилизировать мощность, т.е. произведение тока через модуль на напряжение на нем. Охлаждающая способность элемента Пельтье напрямую связана с электрической мощностью. Конечно, для этого необходим достаточно сложный регулятор.
  • Напряжение модуля зависит от количества термопар в нем. Чаще всего это 127 термопар, что соответствует напряжению 16 В. Разработчики элементов рекомендуют подавать до 12 В, или 75% Umax. При таком напряжении обеспечивается оптимальная эффективность модулей.
  • Модули имеют герметичное исполнение, их можно использовать даже в воде.
  • Полярность модуля отмечена цветами проводов – черный и красный. Как правило, красный (положительный) провод расположен справа, относительно холодной стороны.

Мною был разработан контроллер элемента Пельтье для холодильника, удовлетворяющим всем этим требованиям. Он:

  • Вырабатывает питание для элемента Пельтье с пульсациями не более 2%.
  • Стабилизирует на модуле электрическую мощность, т.е. произведение тока на напряжение.
  • Обеспечивает плавное включение модуля.
  • Регулировка температуры происходит по принципу аналогового регулирования, т.е. плавного изменения мощности на элементе пельтье.
  • Контроллер разработан для холодильника, поэтому математика регуляторов учитывает инерционность охлаждения воздуха в камере.
  • Обеспечивает контроль температуры горячей стороны модуля и управление вентилятором.
  • Имеет высокий кпд, широкие функциональные возможности.

Термоэлектрический модуль Пельтье TEC1-12706.

Это самый распространенный тип элемента Пельтье. Используется во многих бытовых приборах. Не дорогой, с неплохими параметрами. Хороший вариант для изготовления маломощных холодильников, охладителей воды и т.п.

Характеристики модуля TEC1-12706 привожу в переводе на русский из документации TEC1-12706.pdf компании производителя – HB Corporation.

Технические параметры TEC1-12706.

Обозначение Параметр Значение, при температуре горячей стороны
25 °C 50 °C
Qmax Холодопроизводительность 50 Вт 57 Вт
Delta Tmax Разность температур 66 °C 75 °C
Imax Максимальный ток 6.4 А 6.4 А
Umax Максимальное напряжение 14.4 В 16.4 В
Resistance Сопротивление 1.98 Ом 2.3 Ом

Графические характеристики.

Габаритный чертеж модуля TEC1-12706.

Обозначение Размер
A 40 мм
B 40 мм
C 3.8 мм

Рекомендации по эксплуатации.

  • Максимально – допустимая температура 138 °C.
  • Не допустимо превышение значения параметров Imax и Umax.
  • Срок службы 200 000 часов.
  • Параметр частота отказов основан на длительных испытаниях с выборкой 0.2%.
  • Производитель — HB Corporation.

Пример разработки на элементе Пельтье — холодильник для вина.

Холодильное оборудование настолько прочно вошло в нашу жизнь, что даже трудно представить, как можно было без него обходиться. Но классические конструкции на хладагентах не подходят для мобильного использования, например, в качестве походной сумки-холодильника.

Сумка-холодильник на элементах Пельтье, нет компрессора, не нуждается во фреоне или других хладагентах

Для этой цели используются установки, в которых принцип работы построен на эффекте Пельтье. Кратко расскажем об этом явлении.

Что это такое?

Под данным термином подразумевают термоэлектрическое явление, открытое в 1834 году французским естествоиспытателем Жаном-Шарлем Пельтье. Суть эффекта заключается в выделении или поглощении тепла в зоне, где контактируют разнородные проводники, по которым проходит электрический ток.

В соответствии с классической теорией существует следующее объяснение явления: электрический ток переносит между металлами электроны, которые могут ускорять или замедлять свое движение, в зависимости от контактной разности потенциалов в проводниках, сделанных из различных материалов. Соответственно, при увеличении кинетической энергии, происходит ее превращение в тепловую.

На втором проводнике наблюдается обратный процесс, требующий пополнения энергии, в соответствии с фундаментальным законом физики. Это происходит за счет теплового колебания, что вызывает охлаждение металла, из которого изготовлен второй проводник.

Современные технологии позволяют изготовить полупроводниковые элементы-модули с максимальным термоэлектрическим эффектом. Имеет смысл кратко рассказать об их конструкции.

Устройство и принцип работы

Современные модули представляет собой конструкцию, состоящую из двух пластин-изоляторов (как правило, керамических), с расположенными между ними последовательно соединенными термопарами. С упрощенной схемой такого элемента можно ознакомиться на представленном ниже рисунке.

Устройство модульного элемента Пельтье

Обозначения:

  • А – контакты для подключения к источнику питания;
  • B – горячая поверхность элемента;
  • С – холодная сторона;
  • D – медные проводники;
  • E – полупроводник на основе р-перехода;
  • F – полупроводник n-типа.

Конструкция выполнена таким образом, что каждая из сторон модуля контактирует либо p-n, либо n-p переходами (в зависимости от полярности). Контакты p-n нагреваются, n-p – охлаждаются (см. рис.3). Соответственно, возникает разность температур (DT) на сторонах элемента. Для наблюдателя этот эффект будет выглядеть, как перенос тепловой энергии между сторонами модуля. Примечательно, что изменение полярности питания приводит к смене горячей и холодной поверхности.

Рис. 3. А – горячая сторона термоэлемента, В – холодная

Применение

Несмотря на довольно низкий КПД, термоэлектрические элементы нашли широкое применение в измерительной, вычислительной, а также бытовой технике. Модули являются важным рабочим элементом следующих устройств:

  • мобильных холодильных установок;
  • небольших генераторов для выработки электричества;
  • систем охлаждения в персональных компьютерах;
  • кулеры для охлаждения и нагрева воды;
  • осушители воздуха и т.д.

Приведем детальные примеры использования термоэлектрических модулей.

Холодильник на элементах Пельтье

Термоэлектрические холодильные установки значительно уступают по производительности компрессорным и абсорбционным аналогам. Но они имеют весомые достоинства, что делает целесообразным их использование при определенных условиях. К таким преимуществам можно отнести:

  • простота конструкции;
  • устойчивость к вибрации;
  • отсутствие движущихся элементов (за исключением вентилятора, обдувающего радиатор);
  • низкий уровень шума;
  • небольшие габариты;
  • возможность работы в любом положении;
  • длительный срок службы;
  • небольшое потребление энергии.

Такие характеристики идеально подходят для мобильных установок.

Термоэлектрический автохолодильник установленный в салоне автомобиля

Элемент Пельтье как генератор электроэнергии

Термоэлектрические модули могут работать в качестве генераторов электроэнергии, если одну из их сторон подвергнуть принудительному нагреву. Чем больше разница температур между сторонами, тем выше сила тока, вырабатываемая источником. К сожалению, максимальная температура для термогенератора ограничена, она не может быть выше точки плавления припоя, используемого в модуле. Нарушение этого условия приведет к выходу элемента из строя.

Для серийного производства термогенераторов используют специальные модули с тугоплавким припоем, их можно нагревать до температуры 300°С. В обычных элементах, например, ТЕС1 12715, ограничение – 150 градусов.

Поскольку КПД таких устройств невысокий, их применяют только в тех случаях, когда нет возможности использовать более эффективный источник электрической энергии. Тем не менее, термогенераторы на 5-10 Вт пользуются спросом у туристов, геологов и жителей отдаленных районов. Большие и мощные стационарные установки, работающие от высокотемпературного топлива, используют для питания приборов газораспределительных узлов, аппаратуры метеорологических станций и т.д.

Термоэлектрический генератор B25-12 (М) на 12 вольт, мощностью 25 ватт

Для охлаждения процессора

Относительно недавно данные модули стали использовать в системах охлаждения CPU персональных компьютеров. Учитывая низкую эффективность термоэлементов, польза от таких конструкций довольно сомнительна. Например, чтобы охладить источник тепла мощностью 100-170 Вт (соответствует большинству современных моделей CPU), потребуется потратить 400-680 Вт, что требует установки мощного блока питания.

Второй подводный камень – незагруженный процессор будет меньше выделять тепловой энергии, и модуль может охладить его меньше точки росы. В результате начнет образовываться конденсат, что, гарантировано, выведет электронику из строя.

Тем, кто решиться создать такую систему самостоятельно, потребуется провести серию расчетов по подбору мощности модуля под определенную модель процессора.

Исходя из выше сказанного, использовать данные модули в качестве системы охлаждения CPU не рентабельно, помимо этого они могут стать причиной выхода компьютерной техники из строя.

Совсем иначе обстоит дело с гибридными устройствами, где термомодули используются совместно с водяным или воздушным охлаждением.

Термоэлектрический кулер Армада

Гибридные системы охлаждения доказали свою эффективность, но высокая стоимость ограничивает круг их почитателей.

Кондиционер на элементах Пельтье

Теоретически такое устройство конструктивно будет значительно проще классических систем климат-контроля, но все упирается в низкую производительность. Одно дело – охладить небольшой объем холодильной камеры, другое – помещение или салон автомобиля. Кондиционеры на термоэлектрических модулях будут больше (в 3-4 раза) потреблять электроэнергии, чем оборудование, работающее на хладагенте.

Что касается использования в качестве автомобильной системы климат-контроля, то для работы такого устройства мощности штатного генератора будет недостаточно. Замена его на более производительное оборудование приведет к существенному расходу топлива, что не рентабельно.

В тематических форумах периодически возникают дискуссии на эту тему и рассматриваются различные самодельные конструкции, но полноценного рабочего прототипа пока не создано (не считая кондиционера для хомячка). Вполне возможно, ситуация измениться, когда появятся в широком доступе модули с более приемлемым КПД.

Для охлаждения воды

Термоэлектрический элемент часто используют как охладитель для кулеров воды. Конструкция включает в себя: охлаждающий модуль, контролер, управляемый термостатом и обогреватель. Такая реализация значительно проще и дешевле компрессорной схемы, помимо этого, она надежней и проще в эксплуатации. Но есть и определенные недостатки:

  • вода не охлаждается ниже 10-12°С;
  • на охлаждение требуется дольше времени, чем компрессорному аналогу, следовательно, такой кулер не подойдет для офиса с большим количеством работников;
  • устройство чувствительно к внешней температуре, в теплом помещении вода не будет охлаждаться до минимальной температуры;
  • не рекомендуется установка в запыленных комнатах, поскольку может забиться вентилятор и охлаждающий модуль выйдет из строя.

Настольный кулер для воды с использованием элемента Пельтье

Осушитель воздуха на элементах Пельтье

В отличие от кондиционера, реализация осушителя воздуха на термоэлектрических элементах вполне возможна. Конструкция получается довольно простой и недорогой. Охлаждающий модуль понижает температуру радиатора ниже точки росы, в результате на нем оседает влага, содержащаяся в воздухе, проходящем через устройство. Осевшая вода отводится в специальный накопитель.

Простой и недорогой китайский осушитель воздуха на элементах Пельтье

Несмотря на низкий КПД, в данном случае эффективность устройства вполне удовлетворительная.

Отзыв: Элемент пельтье Aliexpress Tec1-12706 — Это не пустая трата денег, а инвестирование в будущее 🙂

Добрый день! Сегодня желаю написать отзыв, точнее обзор про так называемый «элемент Пельтье Tec1-12706» и про один из возможных его применений. Да, признаюсь, что не удержался и прочитал отзывы остальных пользователей данного сайта про этот китайский товар и был весьма удивлен фразам «совершенно ненужная вещь» и «полная халтура». Мне просто интересно о какой «ненужности» и «халтуре» может идти речь если приобретались они судя по их отзывам совершенно без единой цели.

При покупке подобных компонентов как минимум необходимо иметь какой-то изначально продуманный план, а иначе соответственно из этого ничего не получится. Именно поэтому мною сначала были куплены «преобразователь тока», радиатор по размеру площади поверхности «элемента Пельтье» (40х40 мм) и даже теплопроводящий клей и это никак не является рекламой других товаров. Конечно, согласен, что плохо совмещать много товаров в одном отзыве, но в данном случае это просто необходимость потому что как упомянул выше, отзыв про этот товар будет реально «бесполезным».
На фотографии расположенном ниже не указана маркировка элемента так как нагревающийся слой как раз пришелся на обратную сторону, а по своей дурости и в спешке быстро собрать свое устройство не успел сфотографировать ту поверхность где указаны заветные буквы и цифры «Tec1-12706» прежде чем приклеить замертво к радиатору. Хотя, будьте уверены, что это именно оно так как можете в любой момент зайти в «Aliexpress» и сравнить внешний вид товара.

Наверно сейчас самое удобное время, чтобы упомянуть, что в отзыве про преобразователь тока вы можете ознакомиться с принципом действия данных элементов, но все же придется сначала упомянуть основное их свойство и будем отталкиваться от начальных данных и медленно перейдем к обратному эффекту, используемому в данном устройстве. Итак, в основном эти штучки используются только чтобы охлаждать что-то. Например, в видеокартах в компьютерах и для охлаждения отдельных быстро нагревающихся деталях в прочих электронных приборах, а также в бытовой технике.
Как это работает понять очень просто: при подаче электрического тока через два проводка (черный и красный на фото) «элемент Пельтье Tec1-12706» с одной стороны нагревается, а с другой — охлаждается. Короче, если по-простому, то это и есть так называемый «эффект Пельтье» в действии, но если желаете более подробно изучить всю физику данного явления, то в открытом доступе в интернете можете найти более подробное описание данного термоэлектрического эффекта.
Но мой отзыв совершенно не об этом! Точнее не про «эффект Пельтье», а про «эффект Зеебека» с применением «элемента Пельтье»…

В общем, есть обратный процесс «эффекту Пельтье» и названо оно в честь немецкого физика Томаса Зеебека (а фамилия-то эстонская :)). Суть «эффекта Зеебека» состоит в том, что если при прохождении электрического тока через два разнородных проводника выделяется и поглощается тепло («эффекта Пельтье»), то при обратном процессе эти проводники при разности температур должны выделять соответственно электрический ток. То есть если не подавая электричество нагреть ту или иную сторону, то на концах проводников возникает электрический ток.
Давайте проверим так ли это на самом деле…

Первоначально моя идея заключалась в том, чтобы на нем сверху можно было ставить чашку с горячим чаем или кофе прямо на поверхность жестяной донышки банки и благодаря этому источнику тепла, преобразованного в электрический ток можно было, например, заряжать телефон или питать светодиодные светильники, но позже передумал так как не у всех кружек плоское дно и соответственно площадь соприкосновения будет ничтожна мала с поверхностью площадки для теплообмена. Поэтому придумал превратить ее из подставки в крышку для чашек, где горячий водяной пар будет полностью обеспечивать передачу тепла на «теплоприемник».
На выходе при разности температур от 40 до 70 градусов по Цельсию в данном случае получилось всего от 0,44 до 0,65 Вольт. Этого конечно же никак не хватит для подзарядки смартфона или ламп, но для того и собственно был куплен преобразователь напряжения, чтобы повышать ток на выходе до гарантированных 5 Вольт.
На фотографии выше запечатлено как раз таки устройство, работающее по «эффекту Зеебека» с применением «элемента Пельтье». Для этого мне потребовалось отрезать жестяную банку из-под быстрорастворимого кофе и приклеить к нему теплопроводящим клеем «элемент Пельтье» именно той стороной, которой оно выделяет тепло при подаче электрического тока. Эта сторона будет «теплоприемником». С другой стороны тем же клеем приклеил алюминиевый радиатор размером 40 на 40 миллиметров и высотой 1 сантиметр и данная сторона будет соответственно выполнять роль «теплоотвода» (охладителя).

Короче, вот что получилось: светодиодная лампочка «Xiaomi LED» светит также ярко как и от любого «powerbank» в течении минут 22-30 пока не остынет жидкость в кружке. С питанием смартфона вышло так, что при первых двух-трех минут оно только и знало как включать и выключать режим подзарядки, но после полного начала процесса теплообмена оно заработало стабильно и так же как и лампочка заряжалась до тех пор пока вода в кружке оставалась горячей. При желании также можно время от времени подливать горячую воду.
И тут меня осенила гениальная идея использовать такой термоэлектрический генератор не в кружке с горячим чаем, а полноценной системе отопления. Согласитесь, что такая задумка наверно никак не может навредить потоку горячей воды внутри труб, но при этом скажем накапливать электричество в аккумуляторы с последующим эффективным применением. Например, для включения наружного освещения или же зарядки мобильных устройств, а также если наверняка если подключить последовательно несколько подобных элементов, то можно и не только всего 5 Вольт получить, но и все 220.
Конечно с отдачей тепла могут возникнуть проблемы в центральных и южных регионах России, но в Сибири и Дальнем Востоке такие системы уж точно даже не требуют дополнительного монтажа радиаторов теплоотвода. Почему? Да потому что температура от минус 15 до минус 25 С для данных регионов является стандартом. Теперь представьте какую мощность будут выдавать такие элементы в те морозы да и притом когда снизу расположилась теплотрасса с температурой воды не ниже 60 С. Да, достаточно чтобы подключить на всю ночь несколько фонарных столбов работающих на светодиодных прожекторах.
Такую систему легко собрать даже самому: достаточно просто после преобразователя подключить его к аккумулятору, а с него через датчик освещения на источник света. Таким образом в светлое время суток оно будет накапливать энергию в аккумулятор, а с наступлением сумерек датчик света замыкает цепь и лампочка загорается автоматически. Но вы не подумайте, что ночью оно не будет работать и заряжать аккумуляторы. Будет, еще как будет так как это же не солнечная батарейка, а работающее от разности температур устройство.
На мое мнение подобные системы не помешало бы внедрять в Арктические регионы страны где в зимнее время года практически отсутствует солнечный свет в связи с поляной ночью и где самые высокие показатели по энергопотреблению. Ведь сломать или вывести из строя подобное устройство практически невозможно. Хотя можно, но нужно очень постараться так как оно покрыто довольно крепким керамическим слоем, но если оно еще будет приносить людям пользу, то на мое мнение никто и не задумается об этом.
Ведь экономия энергии в масштабах всего Севера и Арктики намного важнее чем создание непонятных микро роботов. Так же? 🙂 Согласитесь, что речь идет об рациональном использовании тепла, которое реально на любой теплотрассе рассеивается в никуда. Имею ввиду расстояния от котельных до жилых домов, а так хоть будет с пользой утекать и людям помогать и стране экономить киловатты электроэнергии.
Спасибо за внимание!

Эффект Пельтье

Термоэлектрические явления

Принципы

  • Термоэлектрические явления
    • эффект Зеебека, эффект Пельтье, эффект Томсона
  • эффект Эттингсгаузена
  • Эффект Нернста — Эттингсгаузена

Эффект Пельтье́ — термоэлектрическое явление переноса энергии при прохождении электрического тока в месте контакта (спая) двух разнородных проводников, от одного проводника к другому.

Величина перемещённой энергии и направление её переноса зависят от вида контактирующих веществ и от направления и силы протекающего электрического тока:

Q = Π A B I t = ( Π B − Π A ) I t {\displaystyle Q=\Pi _{AB}It=(\Pi _{B}-\Pi _{A})It} ,

где:

Q {\displaystyle Q} — количество выделенного или поглощённого тепла; I {\displaystyle I} — сила тока; t {\displaystyle t} — время протекания тока; Π {\displaystyle \Pi } — коэффициент Пельтье, который связан с коэффициентом термо-ЭДС α {\displaystyle \alpha } вторым соотношением Томсона Π = α T {\displaystyle \Pi =\alpha T} , где T {\displaystyle T} — абсолютная температура в K.

Эффект открыт Ж. Пельтье в 1834 году, суть явления исследовал несколькими годами позже — в 1838 году Ленц, который провёл эксперимент, в котором он поместил каплю воды в углубление на стыке двух стержней из висмута и сурьмы. При пропускании электрического тока в одном направлении капля превращалась в лёд, при смене направления тока — лёд таял, что позволило установить, что в зависимости от направления протекающего в эксперименте тока, помимо джоулева тепла выделяется или поглощается дополнительное тепло, которое получило название тепла Пельтье. Эффект Пельтье «обратен» эффекту Зеебека.

Эффект Пельтье более заметен у полупроводников, это свойство используется в элементах Пельтье.

Причина возникновения явления Пельтье заключается в следующем. На контакте двух веществ имеется контактная разность потенциалов, которая создаёт внутреннее контактное поле. Если через контакт протекает электрический ток, то это поле будет либо способствовать прохождению тока, либо препятствовать. Если ток идёт против контактного поля, то внешний источник должен затратить дополнительную энергию, которая выделяется в контакте, что приведёт к его нагреву. Если же ток идёт по направлению контактного поля, то он может поддерживаться этим полем, которое и совершает работу по перемещению зарядов. Необходимая для этого энергия отбирается у вещества, что приводит к охлаждению его в месте контакта.

Энциклопедичный YouTube

  • 1/3 Просмотров:1 492 51 484 231 882
  • ✪ электрический Стирлинг — эффект Зеебека, Пельтье
  • ✪ Галилео. Эксперимент ⚠ Элемент Пельтье 🔬 Peltier Element
  • ✪ ЧТО ТАКОЕ ЭЛЕМЕНТ ПЕЛЬТЬЕ И КАК ЕГО ИСПОЛЬЗОВАТЬ

Субтитры

приветствую всех на канале TROF TV в этом видео вы увидите: эффект Зеебека на элементе Пельтье элемент Пельтье — это термоэлектрический преобразователь, принцип действия которого базируется на эффекте Пельтье — возникновении разности температур при протекании электрического тока при протекании через элемент электрического тока одна сторона нагревается другая охлаждается чаще всего используется в автомобильных холодильниках! давайте посмотрим на элемент Пельтье — внутри Элемент Пельтье состоит из одной или более пар небольших полупроводниковых параллелепипедов — одного n-типа и одного p-типа в паре (обычно теллурида висмута, Bi2Te3 и германида кремния), которые попарно соединены при помощи металлических перемычек. эффект Зеебека Данный эффект был открыт в 1821 Т. И. Зеебеком. В 1822 году он опубликовал результаты своих опытов. я нагрел железный диск на газовой плите элементы Пельтье на алюминиевом радиаторе радиатор находится в холодной воде кладем нагретый диск на элементы Пельтье разница температур между сторонами от 100 градусов по Цельсию светодиод свети! эффект Зеебека! светодиод 2 вольта снизу холодно сверху горячо и у нас светится светодиод кладем горячий диск на элементы Пельтье не ленись поставь лайк ))) всем спасибо до свидания!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *