В современном мире большое количество бытовой техники и других устройств работает от электроэнергии. При этом, находясь в путешествии, приходится возить с собой химические источники тока, способные вырабатывать электроэнергию. Но также можно изготовить термогенератор своими руками. Для этого потребуются некоторые материалы, приспособления и определенные знания.
Разновидности устройств
В цепи разнородных проводников при переменной температуре может возникать термо-ЭДС в местах контакта. На основании этого был разработан и создан так называемый модуль «Пельтье». Он представляет собой 2 пластины из керамики, между которыми установлен биметалл. При поступлении электрического тока одна из пластин постепенно начинает нагреваться, а другая одновременно охлаждается. Эта способность позволяет делать из таких элементов холодильники.
Но можно наблюдать и обратный процесс, когда в местах контакта будет поддерживаться перепад температур. В этом случае пластины начнут вырабатывать электрический ток. Такой модуль можно использовать для получения небольшого количества электрической энергии.
Работа модуля
Термогенераторы электричества работают по определенному принципу. Так, в зависимости от направления тока, в контакте разнопроводных проводников наблюдается поглощение или выделение тепла. Это зависит от направления электричества. При этом плотность тока является одинаковой, а энергии — различной.
Разогревание кристаллической решетки наблюдается, если вытекающая энергия меньше той, что входит в контакт. При перемене направленности тока происходит обратный процесс. Энергия в кристаллической решетке снижается, поэтому происходит охлаждение устройства.
Наибольшей популярностью пользуется термоэлектрический модуль, состоящий из проводников типов р и n, которые между собой соединены через медные аналоги. В каждом из элементов существует по 4 перехода, которые охлаждаются и нагреваются. Из-за температурного перепада возможно создание термоэлектрогенератора.
Достоинства и недостатки
Независимо от того, куплен он или изготовлен своими руками, термоэлектрогенератор имеет ряд достоинств. Так, к наиболее весомым из них относятся:
- Малогабаритные размеры.
- Возможность работы как нагревательных, так и в охладительных приборах.
- При смене полярности наблюдается обратимость процесса.
- Отсутствие подвижных элементов, которые изнашиваются достаточно быстро.
Несмотря на имеющиеся существенные преимущества, такое устройство имеет некоторые недостатки:
- Незначительный КПД (всего 2−3%).
- Необходимость создания источника, отвечающего за температурный перепад.
- Существенное потребление энергии.
- Большая себестоимость.
Исходя из вышеперечисленных отрицательных и положительных качеств, можно сказать о том, что такое устройство целесообразно применять в случае необходимости подзарядки мобильного телефона, планшетного компьютера или зажигания светодиодной лампочки.
Изготовление своими руками
Можно изготовить термоэлектрический генератор своими руками. Для этой цели потребуются некоторые элементы:
Модуль, способный выдерживать нагрев до 300−400 °C.- Повышающий преобразователь, цель которого заключается в приеме беспрерывного напряжения 5 В.
- Нагреватель в виде костра, свечки или какой-либо миниатюрной печи.
- Охладитель. Вода или снег — наиболее популярные подручные варианты.
- Соединительные элементы. Для этой цели можно использовать кружки или кастрюли разного размера.
Провода, проходящие между преобразователем и модулем, необходимо изолировать термостойким составом или обычным герметиком. Собирать устройство необходимо в такой последовательности:
- От блока питания оставить только корпус.
- Холодной стороной к радиатору нужно приклеить модуль «Пельтье».
- Предварительно зачистив и отполировав поверхность, нужно приклеить элемент другой стороной.
- От входа преобразователя напряжения необходимо припаять провода к выходам пластины.
При этом термогенератор для корректной работы должен быть наделен такими характеристиками: выходное напряжение — 5 вольт, тип выхода для подключения устройства — USB (или любой другой в зависимости от предпочтений), минимальная мощность нагрузки должна составлять 0,5 А. При этом можно использовать любой вид топлива.
Проверить механизм достаточно просто. Внутрь можно положить несколько сухих и тонких веточек. Поджечь их, а через несколько минут подключить какое-либо устройство, например, телефон для подзарядки. Собрать термогенератор несложно. Если все сделать правильно, то он прослужит не один год в поездках и походах.
