Geradores termoelétricos DIY:o princípio de funcionamento e como fazer um

Seção Lateral do Gerador Termoelétrico

Fonte:Wikimedia Commons

Atualmente, muitas pessoas ao redor do mundo adotaram a colheita de energia verde. Por quê? Simples! Oferece eletricidade a partir de fontes de energia desperdiçadas ou diferentes em um ambiente. Curiosamente, o sistema faz tudo isso sem baterias ou conexão à rede. Algumas de suas fontes de energia e calor incluem frequências térmicas, solares e de rádio. Dito isto, a tecnologia de colheita de energia termoelétrica é uma fonte de energia – que se enquadra na categoria verde. E usa o efeito Seebeck para mudar o gradiente de temperatura para energia elétrica. Então, você está interessado em aprender a construir um conversor de produção de energia robusto e confiável? Ou seja, Aquele que produz eletricidade onde o calor se dissipa? Então, ajudaria se você considerasse fazer geradores termoelétricos DIY.

Neste artigo, vamos ensinar você sobre o TEG, etapas detalhadas sobre como fazer um e muito mais.

Vamos começar!

O que é TEG?

Diagrama do gerador termoelétrico

Fonte:Wikimedia Commons

O gerador TEG ou Peltier é um dispositivo semicondutor de estado sólido. De fato, ele altera a diferença de calor entre a camada do dispositivo para eletricidade (ou uma valiosa fonte de energia CC).

Além disso, é crucial não confundir o refrigerador termoelétrico com o TEG. Afinal, ambos têm os mesmos componentes. Na verdade, o refrigerador termoelétrico produz uma corrente elétrica quando você aplica tensão ao dispositivo. E eventualmente se torna um dispositivo termoelétrico.

Assim, a eletricidade do calor estimula o efeito Peltier. Assim, o produto move o calor do lado frio para o lado quente. Mas os geradores termoelétricos ajudam a remover ou adicionar calor, especialmente para dispositivos de estado sólido. Além disso, ele vem com dois materiais semicondutores diferentes que você pode usar para o efeito Seebeck.

O que é um efeito Seebeck? Ele ajuda o TEG a começar a produzir energia elétrica quando você o sujeita a uma diferença de temperatura entre seus lados. E isso acontece quando a estrutura interna configurada do TEG usa alguns semicondutores p e n dopados.

Falaremos mais sobre isso mais adiante neste artigo.

Como funcionam os geradores termoelétricos?

Antes de entrarmos em como funcionam os geradores termoelétricos, é vital entender sua construção.

Construção do TEG

O TEG geralmente possui dois semicondutores especiais do tipo P e do tipo N, e cada um dos semicondutores possui diferentes densidades de potência eletrônica. Dito isso, você pode começar colocando seus pilares semicondutores alternados (tipo p e n) termicamente.

E os pilares devem se alinhar. Ou seja, os postes devem estar eletricamente em série. Com isso, você pode usar uma placa termicamente condutora de cada lado para unir os dois pilares.

A dica aqui é optar por uma placa condutora de cerâmica – caso não queira adicionar outro isolante. Então, quando você aplica uma tensão nas extremidades livres dos semicondutores, a corrente fluirá através da junção bimetálica.

Consequentemente, você notará uma diferença de energia térmica, o que não é uma exceção ocasional. Além disso, a parte do conjunto com a placa de resfriamento absorve o calor (conduto de exaustão quente) e, em seguida, o move para o outro lado do dispositivo.

Princípio de funcionamento de geradores termoelétricos

Os geradores termoelétricos funcionam usando o efeito Seebeck. E esse efeito acontece quando os semicondutores experimentam portadores de carga se movendo dentro. Mas o portador de carga que você possui dependerá do tipo de semicondutor que você usa.

Por exemplo, portadores de carga são buracos em semicondutores dopados do tipo p e elétrons no tipo n. Dito isto, do lado quente do semicondutor, os portadores de carga tendem a se difundir. Como resultado, uma extremidade do dispositivo terá um acúmulo de todas as formas de cargas de energia.

Um gerador termoelétrico de radiostopo

Fonte:Wikimedia Commons

Portanto, o acúmulo gerará um potencial de tensão que é diretamente proporcional à diferença de temperatura no semicondutor.

O que é o efeito Seebeck

O efeito Seebeck acontece quando um material eletricamente condutor desenvolve uma força eletromotriz entre dois pontos devido a uma diferença de faixa de temperatura. Então, você pode chamar o emf termoelétrico ou Seebeck emf.

Além disso, o coeficiente Seebeck refere-se à razão entre a diferença de faixa de temperatura e fem. Em seguida, o termopar ajuda a medir a diferença de potencial nas extremidades (quente e fria) entre dois materiais de design de módulo distintos.

Além disso, a diferença de potencial é proporcional à diferença de temperatura (nas extremidades fria e quente). Mas, a desvantagem desse efeito é que ele requer diferenças extremas de temperatura.

E essa é a parte mais difícil do sistema, pois o excesso de calor de um lado do aparelho aquece o outro lado. Portanto, pode danificar o TEG e produzir eletricidade zero.

Portanto, para manter a resposta ideal, apenas um lado do seu TEG deve estar quente e o lado contrário deve estar relaxado.

Gerador termoelétrico DIY

Gerador termoelétrico DIY

Fonte:Phys.org

Aqui está a lista de coisas que você precisa para construir seu gerador termoelétrico DIY:

• Velas (10)
• Bandeja de alumínio (1)
• TEC (8)
• Fita isolante (1)
• Fio de solda (1)
• Placa de alumínio (1)
• Faca X-acto (1)
• Loctite (1)
• Regulador de tensão (1)
• Ferro de solda (1)
• Pasta termoelétrica (1)

Etapas

Etapa 1- Conserte e Solde os Resfriadores Termoelétricos

Comece usando uma régua para confirmar a dimensão do seu TEC (cerca de 40 x 40 mm). Em seguida, use seu 8 TEC. Mas se você quiser mais corrente e tensão, pode usar 10. Então, com o 8 TEC, a base da sua bandeja de alumínio deve ter 160 x 80 mm.

Enquanto estiver nisso, certifique-se de que sua base esteja plana. Dessa forma, é fácil colar seu TEC, permitindo que você obtenha o gradiente de temperatura. Em seguida, você pode isolar a área onde instalará o TEC com a fita isolante.

Depois, coloque um pouco de pasta térmica no lado em branco. Enquanto isso, cole o TEC com as letras voltadas para cima. Com isso, você verá os fios formando pares (vermelho e preto). Além do fio preto número 4 do TEC e fio vermelho número 8, solde os demais cabos.

Em outras palavras, os TEC 8 e 4 devem permanecer soltos. Então, você pode completar o loop soldando TEC 5 (fio preto) ao TEC 1 (fio vermelho).

Quando você concluir o processo aqui, coloque mais fitas isolantes nos pontos de solda. Dessa forma, os problemas de solda não terão contato com outras superfícies.

Etapa 2- Crie seu estande

Nesta etapa, você precisa considerar a altura da sua bandeja de alumínio, que é de 50 mm. Com isso em mente, adicione uma espessura de TEC de cerca de 5 mm. Então, a distância entre o TEC e as chamas da vela pode ser de 15 mm.

O cálculo é o seguinte:

• Vela + chama =30mm
• Altura da bandeja de alumínio + espessura TEC =(50 + 5) =55mm
• Espaço entre TEC e chama =15mm
• Altura completa do suporte =100 mm

Com isso em mente, certifique-se de que sua placa de alumínio tenha cerca de 430 x 100 mm.

Etapa 3- Crie suporte para seu regulador de tensão

Você pode fazer isso cortando uma tira de alumínio e a dimensão pode ser de 30 x 250 mm. Em seguida, prossiga para dobrar as bordas.

Consequentemente, as bordas devem se encaixar perfeitamente nas laterais da bandeja de alumínio. Depois, apoie o suporte colando três rolhas. Com isso, você pode colar seu regulador de tensão diretamente na cortiça para isolamento.

Etapa 4- Conecte os fios TEC ao regulador de tensão

Normalmente, o fio preto é negativo enquanto o vermelho é alegre. Portanto, se você medir a tensão entre TEC 8 e 4, resultará em uma tensão negativa. Portanto, significa que há polaridade invertida devido à maneira como você soldou os pads TEC inicialmente.

Conseqüentemente, você tem que fazer uma conexão inversa das almofadas TEC ao regulador de tensão.

Além disso, como o TEC trabalha com diferenças de temperatura, use uma placa de alumínio. Enquanto isso, dobre as bordas.

Dessa forma, seu TEC receberá mais calor das velas. E seu alumínio (160 x 120mm) deve cobrir além das placas TEC. Em seguida, cole o alumínio no TEC com um pouco de cola térmica e deixe secar.

Etapa 5- Faça o teste

Adicione quantas velas com base no que sua base pode suportar. Em seguida, acenda as velas e arrume sua bandeja.

Depois, adicione um pouco de água e cubos de gelo – para deixar sua água mais fresca. E a água mais fria se traduz em mais energia. Com isso, você notará uma luz no LED conectado ao seu regulador de tensão. Consequentemente, a tensão no display começará a aumentar.

Depois disso, você pode esperar cerca de dois minutos para que a configuração se estabilize. Depois disso, pressione o botão regulador de tensão. Como resultado, seu filtro permitirá que apenas 5V passem pelo regulador.

Encerrando

É possível construir geradores termoelétricos DIY, desde que você siga este artigo. Além disso, construir este dispositivo de energia gratuita é um bom passo na direção certa, especialmente se você for um defensor do verde. Além disso, ajuda a converter temperatura em eletricidade com facilidade.

Então, o que você acha dos TEGs? Precisa de ajuda para configurar o dispositivo? Sinta-se à vontade para nos contatar. Ficaremos felizes em ajudar.