Energian tuotto Peltier-elementillä

[Pelletti]

No hyvin mulla on kuitenkin vanha kierrätyskeskukselta hankkimani pieni arkkupakastin toiminut jo ainakin yli viisi vuotta lämmittämättömässä autotallissa. Eli säästi hankintahinnassa vaikka uudessa olisikin paremmat eristeet ja sillä pääsisi nettiin. Autotallissa on betonilattia, lattiakaivo ja hyvät kaadot. En siis toisi sitä sisälle vaikka kaikestahan aina varoitellaan. Tämän päivän hesarissa oli juttu kun rautakaupan myyjä oli kieltäytynyt myymästä asiakkaalle sähköjohtoa vedoten vastuuasioihin. Elämä itsessään on jo riski mutta en silti kävellessäkään käytä kypärää. Ajattelin täältä löytyvän tee-se-itse-henkeä mutta kypäräihmiset ovat näköjään täälläkin.

Tuo peltier-elementti keksintöni ei siis taida kannattaa. Kiitos näistä vastauksista jossa sitä on perusteltu.

 

[Mikkolan]

Koomisia juttuja:
- pakastimesta valuu vettä kompuran päälle ;D
- mulla monet vuodet ollut pakastin pihalla, kesät ja talvet, sekä kylmässä "suulissa",
  koomista oli se että 18 asteen pakkasessa kompura käy ja tekee kyylmää arkkuun

Lievästi koomista toi peltierinkin kanssa puuhastelu, rupia saa persiiseensä helpommallakin

Tietty itelläkin piikkinä lihassa noi kylmälaitteet, sikses ihan hauska kokeilu se pakastimen pito pihalla. Ehki joskus tulevaisuudessa kylmähuolto toimii kesällä paneeleilla ja talvisin jonkun lämmön- (kylmän-)vaihtimen avulla.
Lämmön ja kylmän varastointi olis myös mahdollista.

 

[Puuha]

Puhuin kylmälaitteista johon myös jääkaappi luetaan. Niistä tuo mainittu kondensiovesikaukalo löytyy jokaisesta ja toki itse sulattavista pakastamistakin suurimmasta osasta kaukalo löytyy.

Toki se on oma valinta. Itse en enää yritä säästää paria kymppiä vuodessa että kustannukset nousisivat kymmeniin tuhansiin. Ns. kerta varoitus riitti niiden varoituspuheiden lisäksi.

 

[Mikkolan]

No puusilmänä näin vain tuon oman pakastimen Pakastin on kierrätys tavaraa ja jossain sitä joutuu säilyttämään, ajoittain hyötykäytössä. Sen rahllinenarvo mitätön, käyttöarvoa tietty enempi.

Ulkona tai ulkorakennuksissa ei yleensä pieni vesiliraus haittaa.
Tietysti kunkin omassa harkinnassa minkälaisia riskejä ottaa. Tulipalon vaara oikeastaan kaikkien sähkövehkeitten kanssa.

Ihmetykseni aihe oli enempi se että pakastin on monena talvena pakkasista huolimatta purissut vuodesta toiseen 

Juu, säästäminen voi tulla kalliiksi. Joskus vastaan tulee tapauksia, joilla on suorastaan sairaalloinen tapa säästää

 

[Jussi]

Eipä kai kukaan ole väittänytkään, että kylmäkone kylmässä käytettynä heti aina varmasti särkyy. Se riski on vaan ihan teknisen totetuksen takia olemassa, ja on hyvä tiedostaa ennen kokeiluja. Öljy, kylmäaine ja ne yhdessä ovat siinä ne avaimet.

 

[Puuha]

Työaineena käytettävä kylmäaineen siirtokyky voi myös olla vajavainen kun kylmälaitetta käytetään liian kylmässä. Jopa siirtoaine ei toimi ollenkaan tietyn lämpötilan alle kun mennään järjestelmän paineen laskiessa lämpötilan alentuessa. Työpaine kun asetetaan tietyn toimintalämpötilan mukaan missä kaappi toimisi optimaalisesti. Yleensä se on +20 astetta jolloin kaapin koneisto siirtoaineineen toimii taloudellisimmin.

 

[Pelletti]

Mutta onkohan tuolla oikeasti enää mitään merkitystä? Jos ympäristöon kylmempi kuin pakastin, ei pakastimen tarvitse käydä enää yhtään! Varmuus on aina varmuutta mutta oma pakastimeni (vanhaan hyvään aikaan tehty) on toiminut vuosia lämmittämättömässä erillisessä autotallirakennuksessa.

Pitää keksiä uusia aurinkosähkön hyödyntämismahdollisuuksia. Yksi olisi öljykattilan lämmitys suoraan sähkövastuksella ilman mitään väli-inverttereitä tai akkuja. Onnistuukohan? Kattilassa on jäljellä yksi 3/4-tuuman kierrettävä reikä käyttämättömänä. (Kuvassa termostaatin oikealla puolella) Lisäksi suoraan on 2:n tuuman sähkövastuksen aukko käyttämättömänä. (Kuvassa termostaatin alapuolelle, "Lämpöparonin" vasemmalla puolella.) Saisikohan näihin jompaan kumpaan pantua vastuksen joka lämpenisi aurinkopaaneelien tuottamalla 12DC-virralla? Tai saisikohan tuon 4,5kW:n "Lämpöparonin" (kolmivaihevirta) toimimaan esim yhdella vaiheellaan myös aurinkosähköllä?

 

[Pelletti]

Niin se kuva kattilasta, (Högfors 14 Maxi) unohtui

 

[Savonius]

Tuo 4,5 vastus "normaalisti" koostuu kolmesta 1,5Kw vastuksesta. Siellä suojakotelon alta löytyy N joka on peltiliuskoilla tai vastaavilla yhdistetty vastuksien toisiin päihin. Vastuksien toiset päät ovat L1, L2 ja L3. Tuomalla kolmesta sarjaan kytketystä 265W paneelista plus johto noihin L1, L2, L3 liittimiin ja miinusjohto N liittimeen (vastuksen päässä usein uros abiko joskus mutterikiinnitteinen) . Parhaimmillaan tuosta irtoaa noin 770W.
Jännite tuossa systeemissä on nimellisteholla noin 93 voltin paikkeilla. Rinnankytkettynä tuo paketti on runsaat 11ohmia ja ampeereita 8,3 paikkeilla. Kiinteällä asennuksella jos paneelit ovat riittävän pystyssä, tuolla saa veteen neljä - viisi kilovattituntia päivässä.
Älä tee itse jos et osaa.

 

[Savonius]

Laitetaan tähän vielä se toinenkin vaihtoehto jonka itse tekisin jos olisi tuollainen kattila. Siihen kahden tuuman reikään kuuden kilovatin vastus johon kytkettäisiin kaksi sarjassa olevaa 265W paneelia. Vastusten kytkentä rinnan kuten edellä. Jännite turvallinen 62-78V , teho parhaimmillaan  n. 450W joten kiehumisvaara olematon ja paroni sekä kattila olisivat kuten ennenkin.
Kuten edellä. Sähkötyöt kannattaa jättää ammattilaiselle vaikka jännite onkin alhainen.

 

[viivelinja]

Tuollaisen rakensin jonkin aikaa sitten. Sähköä tuli yhteensä noin 10 W, paranneltavaa vielä olisi.

Jos suuremman lämpövirran saisi ohjattua TEG-elementtien läpi, tämä voisi olla melko hyvä tapa tuottaa off-grid sähköä talvella polttopuusta.

 

[juhe]

Pitäisi varmaan tuota itsekin kokeilla. Aikaisemmin muistan lukeneeni tavallisten (TEC) elementtien tuottavan energiaa noin 10% nimellisteholla parhaiten eli 50W elementistä saisi 5W ulos kohtalaisella hyötysuhteella. Isomman tehon ulos ottaminen laskee hyötysuhdetta.

Jos tekisi 50W laturin, niin saisi olla 500 W edestä tavallisia elementtejä. Tuo voisi olla toimiva 12 V jääkaapin sähkön varmistukseen. Lataisi akkua silloin kun ei kompura käy. Käydessä kulutus on 50W luokkaa.

Onko muilla tuntemusta paljonko voi odottaa sähköntuottoa? Partco:n ja StarElecin valikoimissa näkyi vain TECcejä.

 

[denzil dexter]

Muutamaan prosenttiin yleensä jää 5% on jo hyvin. Saunankiukaasta saat pari sataa wattia. Sehän ei kyllä mitään haittaa silloin, jos lämpöä on saatavilla, eikä sitä tarvitse vartavasten laitteelle valmistaa. Edellä näytetyn videon mukainen "kattilageneraattori" tuottaa tehdasvalmisteisena muistaakseni 20-40 wattia. Niitä valmisti ja myi venäläinen termofor, mutta ilmeisesti kauppasaarto tai joku lopetti laitteiden tarjonnan tänne päin.

 

[viivelinja]

Pitäisi varmaan tuota itsekin kokeilla. Aikaisemmin muistan lukeneeni tavallisten (TEC) elementtien tuottavan energiaa noin 10% nimellisteholla parhaiten eli 50W elementistä saisi 5W ulos kohtalaisella hyötysuhteella. Isomman tehon ulos ottaminen laskee hyötysuhdetta.

Jos tekisi 50W laturin, niin saisi olla 500 W edestä tavallisia elementtejä. Tuo voisi olla toimiva 12 V jääkaapin sähkön varmistukseen. Lataisi akkua silloin kun ei kompura käy. Käydessä kulutus on 50W luokkaa.

Onko muilla tuntemusta paljonko voi odottaa sähköntuottoa? Partco:n ja StarElecin valikoimissa näkyi vain TECcejä.

Ensimmäisessä prototyypissä, minkä rakensin oli 4 kpl TEC-12706 elementtiä (tarkoittikohan se nyt 127 paria, 6 A nimellisvirralla), toisella puolella oli kuuma alumiiniputki, parhamimmillaan hieman yli 100 asteen lämmössä, ja toisella puolella lähes 0 asteinen vesi. Kaikkien elementtien yhteenlaskettu sähköntuotto oli 950 milliwattia, mikä tuotti sähköä LED-lampulle. Tuottoa olisi tullut enemmän, mutta yhdessä elementissä oli jostakin mystisestä syystä hyvin korkea resistanssi, eikä lämmönsiirtopinnatkaan olleet mitää tasaisimpia mahdollisia (suorakaide alumiiniputki ja rosterikattila).

TEC-elementtien ongelmina on varsinkin jostakin netin syövereistä tilattuna vaihteleva laatu, vaihteleva paksuus (mikä haittaa suuremman generaattorin tekoa useista elementeistä) ja surkea lämmönkesto, mikä estää järkevien hyötysuhteiden saavuttamisen (Carnotin kierto näkyy tässäkin selkeästi). Oikealla TEG-elementillä voidaan saavuttaa yli 6 % hyötysuhde halvoilla vismuttitelluridielementeilläkin. TECillä saat järkevsti suunnilleen 1-2 %.

Arvioisin, että 60 W TEC-elementistä saat hyvin suunnitellulla generaattorilla 100 asteen lämpötilaerolla ulos yhden watin, lämpövirran ollessa 100 wattia tai enemmän. Kiehuva vesi integroituna kuumapuolen lämmönsiirtoblokkiin on hyvä tapa estää elementtien juotosten sulaminen, TEC elementit kun eivät yli 120 astetta juuri kestä. Lämmönsiirtopintojen pitää olla erittäin hyviä pinnanlaadultaan ja tasaisuudeltaan.

Ulkomaisista verkkokaupoista saa tilattua myös ihan valmiita TEG-generaattoreitakin, ainakin 100 W tehoon asti.

Mutta tämä tekniikka ei käytännössä toimi kuin aivan pienen sähkömäärän tuotantoon, vaikka 6 % hyötysuhde voi olla matalalla kuormalla käyvää bensiiniaggregaattia parempi, on esimerkiksi kaminan päällä olevan TEGin hyötysuhde luultavasti muutaman promillen luokka. Tuo 6 % kun pätee vain, kun kaikki lämpö virtaa TEGin läpi... Lämmityksen yhteydessä tämä taas on oivallinen tapa tuottaa sähköä pieneen tarpeeseen.

 

[Savonius]

Se on kyllä huolestumisen paikka jos hukkalämmöstä joka johdetaan peltieriin saa vain 6% sähköä.

 

[juhe]

Se on kyllä huolestumisen paikka jos hukkalämmöstä joka johdetaan peltieriin saa vain 6% sähköä.

Puuhellan tapauksessa tuo 6% tarkoittaisi jo 500W sähkötehoa parhaimmillaan eli aikahyvä ja samalla saa lämpöä sisälle

Se 10% TEC:lle taisi olla jäähdytyksessä tai lämmityksessä optimi. Siitä yli mennessä hyötysuhde alkaa jo laskemaan. Pitänee katsoa missä on TEG peltierejä myytävänä.

 

[viivelinja]

Se on kyllä huolestumisen paikka jos hukkalämmöstä joka johdetaan peltieriin saa vain 6% sähköä.

Jean Peltier, yksi termosähköisen ilmiön löytäjistä on kuollut jo yli 100 vuotta sitten. Emme voi toimittaa hänelle hukkalämpöä, joten ei tarvitse huolestua.

Käyttäväthän jotkut autoaankin tyhjäkäynnillä, tuottaen 100 % hukkalämpöä. Ulkomaan fossiileilla.

BMW Showcases Thermoelectric Technology In 5-Series

Even the most efficient internal combustion engine can only convert about one-third of the energy derived from fossil fuels into the mechanical kinetic energy needed to power a car. The rest of the energy is mostly wasted, either through exhaust heat, through the engine’s cooling system, or...

www.motorauthority.com

Tällaistakin on joskus ajateltu.

 

[viivelinja]

Puuhellan tapauksessa tuo 6% tarkoittaisi jo 500W sähkötehoa parhaimmillaan eli aikahyvä ja samalla saa lämpöä sisälle

Se 10% TEC:lle taisi olla jäähdytyksessä tai lämmityksessä optimi. Siitä yli mennessä hyötysuhde alkaa jo laskemaan. Pitänee katsoa missä on TEG peltierejä myytävänä.

Ollaan todennäköisesti lähempänä 100-200 wattia. Jotta korkeampiin tehoihin vaikkapa 10 kW puuhellalla päästään, pitää lähes kaikki lämpö ohjata TEGin läpi. Savukaasuissa menee aina hukkaan, koska ne ei voi olla lämmönsiirtimen kuumapuolta kylmempiä, ja tehokkaassa tuotossa kuumapuolen lämpötilan pitää olla 300 astetta tai yli. Käytännössä erittäin hyvin rakennettu TEG voinee saavuttaa puolet tuosta elementin lämpövirrasta lasketusta hyötysuhteesta.

Jos kokemusta metallista ei juuri ole, TEGiä ei ei kannata alkaa rakentamaan itse, jollei lämmönsiirtoblokkeja saa jostakin hankittua. Grafiittipintaiset TEGit vaativat erittäin tasaiset pinnat, ja voimakkaan mutta tasaisen puristuksen tuottaakseen sähköä tehokkaasti. Lisäksi kuumapuolen lämpötilaa pitää pystyä pitämään tietyllä alueella, mikä käytännössä vaatii automaattisen lämpötilanhallintajörjestelmän. TEG-elementit ovat suhteellisen hintavia, joten 100 W TEG kokeilun epäonnistuminen voi tulla kalliiksi, jos vaikka elementit murtuu käyttökelvottomiksi.

Mutta noita generaattoreita saa myös valmiina.

Lisäys: Tuossa kattilageneraattorissani nuo lämmönsiirtoblokit itsessään ovat erittäin tasapintaiset, ja niissä on paikka lämpötila-anturille, TEGit on puristettu M6 ruuveilla. Kattilan pohjassa on reikä, mihin on tiivistysmassan ja ruuvin avulla kiinnitetty lämpönielublokki. Nimellisteho 40 W, suurin saavutettu teho on noin 10 W, mutta kylmempi vesi ja tehokkaampi kierrätys olisi mahdollistanut suuremmankin tehon tuoton. Ja mustan raudan lämmönjohtavuuskaan ei kovin hyvä ole.

 

[viivelinja]

Nyt sain parannellusta TEG-generaattorista 24 W sähköä noin 500 W lämpövirralla TEGin läpi. Lämpötila ja muita ominaisuuksia nähtävissä tältä videolta.

Tulisijan hyötysuhdetta voisi tosin parantaa merkittävästi.

Ei tämä TEG-systeemi niin huono olekaan, mitä ajattelin, nyrkkisääntönä jokainen kilowatti TEGin läpi virtaavaa lämpötehoa tuottaa 50 W sähköä, tosin tämä systeemi on elementtien puolesta maksimissaan 40 W.

Kamiinan yhteydessä mökillä (off grid) TEG voisi tuottaa sähköä talvella, ja hukkalämmöt hukattaisiin lämmitykseen. Ehkä mielekkäämpää kuin ulkomaan fossiilien polttaminen, jos tarvitaan vain pienehköä tehoa. Lieneekö aggregaatin hyötysuhdekaan enää TEGiä parempi, jos sitä käyttää pienellä kuormalla?

Retkikäyttöön pystyisi kehittämään pienen mallin, niin saisi tehtyä tuon aiemmin mainitun teltan vesikiertolämmityksen... Jos tuon patterin laittaisi telttaan ja TEGin alle laittaisi monipolttoainekeittimen, olisi (hieman painava) malli jo valmis. MP-keitin pitäisi myös lämmöt hyvin tasaisina TEGin kuumapuolella. Suljettu kierto pakkasnesteellä ja TEGin jäähdytys suljetulla blokilla letkukerä lämmityselementtinä hoitaisi varmaan homman. Lämmön talteenottoon liekistä voisi TEGin kuumapuolelle koneistaa alapuolelta rivallisen alumiinilevyn. Kylmäpuolen blokin voisi myös eristää.

Tällainen systeemi toimisi myös sähköstä riippumattomana varalämpönä missä tahansa rakennuksessa, mihin saa letkut vedettyä sisälle (jos teho ei riitä, voi letkukerän korvata vailkka auton lämmityslaitteella).

 

[P.H.]

Tuossa kaverin kanssa mietiskeliin energian tuottoa Peltier-elementillä.
Enolla on sauna ja pieni mökki korvessa jonne ei tule sähköä. Mökin pihalla pyörii pieni tuulimylly, joka lataa akustoja.
Mutta tämä saunatila on aika kaukana itse mökkiä, joten mietiskelin tuossa että laittaisi saunan kiukaan lähettyville peltier-elementin ja toisen puolen elementistä putki ulos.

Varsinkin keskitalvella kun on pimeää, ei tuule, eikä aurinkoa näy ja pakkasta -30, niin peltierin lämpötilaeroja voisi käyttää hyväkseen.

Jotkut ovat värkänneet omia tuotoksia. Kestorajat ovat lämpimällä puolella +300 ja kylmällä -50, ja tuottokin on ollut kymmeniä watteja.
Tämmösillä wateillahan voisi valaista pihamaata ledeillä, ladata kännykkää ja soittaa vaikkapa humppaa ratiosta kun saunan kiukaassa loimuaa tuli...

Tässä muutamia linkkejä projekteista:

http://www.tegpower.com/products.html

Brass Goggles:Fire-Powered, Peltier-Seebeck Battery Charger

A steampunk blog and forum curated by proteus and HAC; featuring genre images, audio, links, and discussion

brassgoggles.co.uk

BioLite: Ultra-Efficient Camping Stove Generates Electricity

Not only does the BioLite stove burn almost anything, and burn it with such ruthless efficiency that it makes Darth Vader look like a dilly-dallying softy, it could also use the leftover heat to generate power for your gadgets. It is, in short, the ultimate nerd camping accessory. Designed for...

www.wired.com

EDIT: Toki stirling-moottorikin on käynyt mielessä, mutta siinä on kuluvia osia ja on melko äänekäs... luonnon rauhassa ei mitään ylimääräisiä räminöitä kaipailla.. 8)

Suunnitellut retkeilypakettiautoon Refleks dieselkaminaa vesikierrolla ja peltier elementeillä sähköntuotto kiertovesipumpulle, ei tarvi mitään muuta kun dieseliä.