Как получить электричество из огня. Делаем теплоэлектрогенератор своими руками

Энергия03 ноября 2022

Как добыть электричество из огня, как своими руками собрать небольшой компактный теплоэлектрогенератор. Идея получения электричества из тепла не нова. Ранее можно было встретить огромное количество разнообразных устройств, таких как «партизанские котелки» и керосиновые электрогенераторы, которые способны были обеспечить питание небольших радиостанций.

Подобных устройств раньше было множество, все они работали примерно на одном и том же принципе. Внутри находилось определенное количество термопар, один контакт термопары нужно было нагреть, а второй остудить. За счет этого и получался электрический ток.

Обычно в качестве термопары использовали сплав сурьмы с цинком и сплав константан. Вместе эти сплавы давали достаточно неплохой результат, благодаря этому и получили широкое применение в устройствах подобного типа.

Давайте соберем свой теплоэлектрогенератор из доступных компонентов и посмотрим, что можно запитать с помощью такого приспособления.

Изготовление теплоэлектрогенератора

Получить электричество из тепла довольно просто. Достаточно соединить 2 куска различных металлов или сплавов и нагреть место контакта. В первой версии теплоэлектрогенератора будем использовать самые доступные металлы, и начнем с железа (стали) и меди.

Необходимо сварить стальную и медную проволоку. Для этого понадобится угольный электрод, очищенный от медного покрытия. На сварочном аппарате выставляем ток 40А.

Для того, чтобы получить напряжение в 5В потребуется примерно 1250 таких термопар. Согласитесь, компактным такое решение точно не назовешь.

Теперь возьмем элемент Пельтье. Внутри у него расположено большое количество термопар из полупроводников. Полупроводниковые термопары должны быть гораздо эффективнее, чем металлические, и за счет большого количества последовательно соединенных термопар, они дают достаточно высокое напряжение при относительно невысоком нагреве.

Давайте попробуем собрать небольшую установку с использованием 4-х элементов Пельтье, чтобы получить более высокое напряжение. Для изготовления прибора потребуется алюминиевая профтруба и полоса, тарелка.

Сперва отрежем 4 куска трубы по 6см. Если сложить их вместе, то получится неплохой теплообменник, который будет равномерно распределять тепло по всем четырем сторонам и будет исключать локальный перегрев.

В качестве стенок корпуса будут куски полосы шириной в 4см. С помощью винтов собираем боковые стенки и теплообменник.

Теперь необходимо установить элементы Пельтье и систему охлаждения. Радиаторы изготовим из все той же полосы алюминия. Сначала на листе бумаги расчертим, как должен выглядеть радиатор. На чертеже можно легко измерить примерный угол наклона каждого из ребер радиатора и это очень поможет в дальнейшей работе.

Изготовим еще 3 аналогичные конструкции и закрепим радиаторы с помощью алюминиевой проволоки. Когда все радиаторы установлены на свои места, можно провести первое тестирование. Зажигаем свечу и помещаем ее внутрь устройства.

Как видим, напряжение начинает расти, но останавливается едва, преодолев 0,5В. При этом теплообменник нагрелся всего лишь до 40°C, что очень мало, так что можно греть дальше.

Большая часть горячего воздуха просто проходит мимо и нужно это исправлять. А поможет в этом обычная мочалка из нержавейки, которую используют для мытья посуды. Стальная проволока будет задерживать воздушный поток и будет хорошо передавать тепло алюминиевому теплообменнику. Тут главное не переборщить, чтобы воздух мог легко проходить сквозь этот теплообменник.

Такой вот простой доработкой получилось увеличить эффективность конструкции и повысить напряжение почти до 1,5В. Можно сказать, получилась пальчиковая батарейка.

Температура у основания радиатора поднялась до 48°C, до предела далеко, так что можно греть дальше. И давайте попробуем подключить простенький китайский повышающий DC-DC преобразователь. На вход ему можно подавать напряжение от 1 до 5В, а на выходе получаем стабильные 5В пригодных для зарядки смартфона и питания различных usb-устройств.

Небольшой светодиодный светильник хоть и не слишком ярко, но все-таки светится от этого генератора. А теперь подключим смартфон.

Телефон действительно видит зарядку, но отказывается заряжаться. Получать электричество таким способом можно, но чтобы зарядить смартфон, мощность этого теплоэлектрогенератора нужно увеличить.

Сподобалася стаття! Підтримай проект BuildingTech!

50% коштів іде на закупівлю спорядження для ЗСУ!

Фотозвіт — https://www.facebook.com/BuildingTech2

Дякуємо всім за допомогу!

PrivatBank:

UAH — 4149 4993 7451 0947

USD — 4149 4993 7451 0988

EUR — 4149 4993 7451 1002

Теги: сделай самэлектричествотепловая энергияэлектроэнергияэлектрогенератортеплоэлектрогенератор

Читать BuildingTech в Telegram

Как осуществляется производство (генерация) электрической энергии?

Производство (Генерация) электроэнергии — это процесс преобразования различных видов энергии в электрическую на индустриальных объектах, называемых электрическими станциями. В настоящее время существуют следующие виды генерации:

Тепловая электроэнергетика. В данном случае в электрическую энергию преобразуется тепловая энергия сгорания органических топлив. К тепловой электроэнергетике относятся тепловые электростанции (ТЭС), которые бывают двух основных видов:

Конденсационные (КЭС, также используется старая аббревиатура ГРЭС). Конденсационной называют не комбинированную выработку электрической энергии;

Теплофикационные (теплоэлектроцентрали, ТЭЦ). Теплофикацией называется комбинированная выработка электрической и тепловой энергии на одной и той же станции;

КЭС и ТЭЦ имеют схожие технологические процессы. В обоих случаях имеется котёл, в котором сжигается топливо и за счёт выделяемого тепла нагревается пар под давлением. Далее нагретый пар подаётся в паровую турбину, где его тепловая энергия преобразуется в энергию вращения. Вал турбины вращает ротор электрогенератора — таким образом энергия вращения преобразуется в электрическую энергию, которая подаётся в сеть.

Принципиальным отличием ТЭЦ от КЭС является то, что часть нагретого в котле пара уходит на нужды теплоснабжения;

Ядерная энергетика. К ней относятся атомные электростанции (АЭС). На практике ядерную энергетику часто считают подвидом тепловой электроэнергетики, так как, в целом, принцип выработки электроэнергии на АЭС тот же, что и на ТЭС. Только в данном случае тепловая энергия выделяется не при сжигании топлива, а при делении атомных ядер в ядерном реакторе. Дальше схема производства электроэнергии ничем принципиально не отличается от ТЭС: пар нагревается в реакторе, поступает в паровую турбину и т. д. Из-за некоторых конструктивных особенностей АЭС нерентабельно использовать в комбинированной выработке, хотя отдельные эксперименты в этом направлении проводились;

Гидроэнергетика. К ней относятся гидроэлектростанции (ГЭС). В гидроэнергетике в электрическую энергию преобразуется кинетическая энергия течения воды. Для этого при помощи плотин на реках искусственно создаётся перепад уровней водяной поверхности (т.  н. верхний и нижний бьеф). Вода под действием силы тяжести переливается из верхнего бьефа в нижний по специальным протокам, в которых расположены водяные турбины, лопасти которых раскручиваются водяным потоком. Турбина же вращает ротор электрогенератора. Особой разновидностью ГЭС являются гидроаккумулирующие станции (ГАЭС). Их нельзя считать генерирующими мощностями в чистом виде, так как они потребляют практически столько же электроэнергии, сколько вырабатывают, однако такие станции очень эффективно справляются с разгрузкой сети в пиковые часы;

Альтернативная энергетика. К ней относятся способы генерации электроэнергии, имеющие ряд достоинств по сравнению с «традиционными», но по разным причинам не получившие достаточного распространения. Основными видами альтернативной энергетики являются:

Ветроэнергетика — использование кинетической энергии ветра для получения электроэнергии;

Гелиоэнергетика — получение электрической энергии из энергии солнечных лучей;

Общими недостатками ветро- и гелиоэнергетики являются относительная маломощность генераторов при их дороговизне. Также в обоих случаях обязательно нужны аккумулирующие мощности на ночное (для гелиоэнергетики) и безветренное (для ветроэнергетики) время;

Геотермальная энергетика — использование естественного тепла Земли для выработки электрической энергии. По сути геотермальные станции представляют собой обычные ТЭС, на которых источником тепла для нагрева пара является не котёл или ядерный реактор, а подземные источники естественного тепла. Недостатком таких станций является географическая ограниченность их применения: геотермальные станции рентабельно строить только в регионах тектонической активности, то есть, там, где естественные источники тепла наиболее доступны;

Водородная энергетика — использование водорода в качестве энергетического топлива имеет большие перспективы: водород имеет очень высокий КПД сгорания, его ресурс практически не ограничен, сжигание водорода абсолютно экологически чисто (продуктом сгорания в атмосфере кислорода является дистиллированная вода). Однако в полной мере удовлетворить потребности человечества водородная энергетика на данный момент не в состоянии из-за дороговизны производства чистого водорода и технических проблем его транспортировки в больших количествах;

Стоит также отметить альтернативные виды гидроэнергетики: приливную и волновую энергетику. В этих случаях используется естественная кинетическая энергия морских приливов и ветровых волн соответственно. Распространению этих видов электроэнергетики мешает необходимость совпадения слишком многих факторов при проектировании электростанции: необходимо не просто морское побережье, но такое побережье, на котором приливы (и волнение моря соответственно) были бы достаточно сильны и постоянны. Например, побережье Чёрного моря не годится для строительства приливных электростанций, так как перепады уровня воды Чёрном море в прилив и отлив минимальны.

 

---

Вернуться назад

 

6 способов получения зеленой энергии в домашних условиях

Для большинства домовладельцев самый простой способ сократить свои счета за коммунальные услуги — сократить потребление энергии за счет самодисциплины и повышения эффективности. Но для тех, у кого есть время и деньги для инвестиций, установка одной или нескольких экологически чистых энергетических систем может обеспечить большую и долгосрочную экономию, делая больше для защиты окружающей среды.

Выбор и покупка зеленой энергетической системы для жилых помещений может стать большим проектом. Некоторые системы могут оказаться нерентабельными для вашего дома, а другие могут быть вообще несовместимы. Но как только вы определите свои варианты и установщиков в вашем регионе, вы можете быть удивлены тем, что находится в вашем ценовом диапазоне.

 

Узнайте о местных правилах и льготах в области экологически чистой энергии

Прежде чем вы увлечетесь, следует помнить о нескольких важных факторах. Во-первых, штаты и муниципалитеты по-разному регулируют некоторые системы возобновляемой энергии, особенно солнечные панели и ветряные турбины. Если выяснится, что ваш город строго ограничивает одно или оба, полезно выяснить это на ранней стадии процесса. Позвоните в местную мэрию или проконсультируйтесь с местным установщиком ветряной и солнечной энергии, чтобы узнать, что разрешено в вашем районе.

Во-вторых, могут быть предусмотрены налоговые льготы и другие льготы, которые сделают покупку экологически чистой энергетической системы более доступной. С 2018 года федеральная налоговая льгота на возобновляемые источники энергии для жилых помещений была продлена до конца 2021 года и распространяется на такие системы, как солнечные панели, ветряные турбины, геотермальные тепловые насосы и солнечные водонагреватели. Ваш штат может предложить дополнительные налоговые льготы, а местные коммунальные службы могут даже иметь программы, облегчающие установку возобновляемых источников энергии.

Производство электроэнергии в домашних условиях

1. Солнечные батареи для жилых домов

Каждый луч солнца, падающий на вашу крышу, — это бесплатное электричество. Все, что вам нужно, это солнечная панель, чтобы захватить его. И отчасти благодаря вышеупомянутой налоговой льготе многие домовладельцы участвуют в акции.

Солнечные панели должны устанавливаться профессионалами, и многие установщики оценят ваш дом без каких-либо обязательств, чтобы определить лучшие места для установки и предложить оценку. Некоторые могут даже установить солнечную черепицу, которая выглядит более обтекаемой.

Энергия, вырабатываемая солнечными панелями, должна быть использована или сохранена немедленно. Когда ваш дом потребляет больше энергии, чем генерируют ваши солнечные панели, солнечная энергия просто компенсирует количество электроэнергии, которое вам нужно купить из сети. Но когда вы производите больше, чем используете, вы можете продать эту избыточную энергию обратно электроснабжению, что еще больше снизит ваши счета. Другой вариант — приобрести домашнюю батарею, которая может хранить эту энергию до тех пор, пока она вам не понадобится после наступления темноты.

2. Ветряные турбины

Вам не нужны огромные турбины, которые вы видите на ветряных электростанциях, чтобы генерировать экологически чистую энергию для вашего дома. Пропеллер размером с крышку мусорного бака может значительно сократить ваши счета за электроэнергию, если он установлен в достаточно ветреном месте.

Профессиональная установка также имеет ключевое значение, как для обеспечения безопасности турбины, так и для размещения ее там, где до нее может долететь ветер. И, как и в случае с солнечными панелями, вы должны использовать их или потерять, когда вырабатываете энергию из ветряных турбин.

3. Гибридные солнечные и ветряные системы

Если у вас солнечные дни и ветреные ночи, гибридная солнечная и ветровая системы могут идеально подойти для вашего региона. Комбинация повышает вероятность того, что ваш дом будет генерировать электроэнергию круглосуточно, поэтому теоретически вы можете полностью отключиться от сети, добавив домашнюю батарею.

4. Системы микрогидроэнергетики

На вашей территории есть проточный ручей? Возможно, вам удастся направить поток воды через небольшую турбину и позволить потоку генерировать бесплатную электроэнергию 24 часа в сутки. Система микрогидроэнергетики часто даже лучше, чем гибридная система, потому что поток воды более непрерывен и надежен, чем ветер и солнце.

5. Солнечные водонагреватели

Если полноценная система солнечных панелей вам не по карману, но у вас все еще есть солнечная недвижимость на крыше, солнечный водонагреватель — это менее дорогой способ получить немного бесплатной энергии. В большинстве солнечных водонагревателей сам бак хранится на крыше как часть установки, что придает ему более громоздкий вид. Но это позволяет солнцу работать с одним из самых больших энергетических пожирателей в вашем доме.

6. Геотермальные тепловые насосы

Температура под землей намного более стабильна, чем температура в наших домах, и зимой геотермальный тепловой насос может украсть часть этого скрытого тепла. Эти системы используют замкнутый контур труб для перекачки жидкости через подземный канал в ваш дом и обратно под землю. Внутри дома теплообменник использует тепло труб для обогрева жилых помещений с минимальным потреблением энергии.

Возобновляемые источники энергии — это разумный способ сократить счета и уменьшить нагрузку на окружающую среду. И с таким количеством разных способов принести ее домой, производство собственной энергии может оказаться более возможным, чем вы ожидали.

3 способа самостоятельно вырабатывать электроэнергию • The Prairie Homestead

С течением времени я все больше и больше интересовался поиском способов уменьшить зависимость от современных систем.

И я знаю, что не только у меня есть это желание.

В последние годы жизнь «вне сети» становится предметом все большего интереса жителей приусадебных участков. Я постоянно получаю электронные письма от своих читателей, которые просят совета о том, как иметь автономные кухни или как использовать альтернативные (также известные как автономные) источники электроэнергии.

Но что именно означает «Off the Grid»?

Вам не нужно переезжать в отдаленное место в лесу, чтобы «отключиться от сети». Когда используется термин «вне сети», это просто означает, что вы не зависите от системы коммунальных услуг. Живя вне сети, вы решаете обеспечить свой дом необходимыми коммунальными услугами, такими как вода, тепло и особенно электричество.

Чтобы по-настоящему жить вне сети, вам нужно будет найти альтернативные способы предоставления коммунальных услуг. Отопление может осуществляться за счет сжигания дров (именно так мы используем дрова для обогрева нашей усадьбы), а автономное водоснабжение может быть таким же простым, как добавление колодца (чтобы узнать больше, послушайте Creative Off-Grid Water Systems от The Old Fashioned). в подкасте Purpose), но самой большой темой вне сети является производство собственного электричества.

Если вы сами вырабатываете электроэнергию, это не значит, что вы отрезаете себя от остального мира. Это просто дает вам некоторую независимость и свободу от современных систем. Вы получите контроль над тем, как производится ваше электричество и где вы хотели бы его применять.

Давайте подробнее рассмотрим, почему вы можете захотеть производить собственное электричество, лучшие варианты автономного электричества для домов, ресурсы для выяснения деталей ваших вариантов автономного питания и многое другое.

Зачем производить собственное электричество?

Есть несколько причин, по которым люди начали задумываться о производстве собственного электричества. В основном выбор сделать это является личным, и у каждого есть свои причины.

Потенциальные причины, по которым вам следует подумать о самостоятельном производстве электроэнергии, включают:

• Рост стоимости жизни
• Управление электричеством
• Перебои в подаче электроэнергии станут реже
• В конечном итоге он может окупить себя
• Экологичный вариант

3 способа самостоятельного производства электроэнергии

Существуют различные способы получения собственного электричества; некоторые методы хорошо известны и используются во всем мире, в то время как другие менее популярны. Три разных способа, о которых здесь пойдет речь, можно построить в меньшем масштабе для использования в повседневной домашней жизни. Это: солнечная энергия, энергия ветра и микрогидроэнергетика .

1. Вырабатывайте электроэнергию с помощью солнечной энергии

Солнечная энергия — это преобразование солнечного света в энергию для производства тепла или электричества. Когда вы используете солнечную энергию для производства электричества, вы используете особую технологию, называемую фотогальванической. Это когда солнечные панели используются для поглощения солнечного света, а затем преобразования энергии в электричество.

Это один из способов производства электроэнергии, который стал очень хорошо известен. Вы видите, что все больше людей размещают солнечные панели на своих полях и в своих зданиях. Если вы планируете добавить солнечные панели в свою усадьбу, имейте в виду, что солнечный свет непостоянен. В зависимости от того, где вы живете, может потребоваться большое пространство для сбора света и преобразования его в энергию, достаточную для питания всего, что вам нужно.

Если солнечная энергия — это то, что вы хотели бы добавить в свою усадьбу, взгляните на это Руководство домовладельца по переходу на солнечную энергию для получения более полезной и подробной информации.

2. Производство электроэнергии с помощью энергии ветра

Энергия ветра — это когда ветряная турбина используется для производства электроэнергии. Ветер вращает лопасти ветряной турбины, которые вращают генератор для выработки электроэнергии . Ветряные турбины — один из самых простых вариантов, когда вы производите собственную электроэнергию. Существуют различные размеры в зависимости от ваших потребностей в электроэнергии.

Если вам нравится идея использования ветряных турбин для выработки автономного электричества, вам следует подумать о ветре в вашем районе. Вы можете получить информацию о ветре, обратившись к местным метеостанциям и аэропортам за данными о ветре. Другим инструментом, который можно использовать, чтобы узнать, стоит ли вложений сумма вашего ветра, являются карты ветров штатов.

Для более подробного ознакомления с тем, подходит ли вам энергия ветра, ознакомьтесь с этим полезным Руководством по малому ветру.

3. Использование микрогидросистемы для выработки электроэнергии

Микрогидросистема — это способ выработки электроэнергии путем преобразования энергии, производимой движущимися водоемами, подобными ручьям. Вода проходит через турбину, соединенную с генератором, вырабатывающим электричество.

Микрогидросистема будет работать только в том случае, если у вас есть движущийся водоем рядом с местом, которое вы хотите снабдить электроэнергией. Проточная вода постоянно движется и является очень надежным источником энергии, но, в зависимости от вашего местоположения, может быть сезонным ресурсом. Даже если у вас есть проточная вода, вам все равно придется делать домашнее задание. Вам нужно будет знать, достаточно ли воды в вашем ручье и достаточно ли быстро он течет, чтобы преобразовать достаточно энергии, чтобы изменить ситуацию.

Если вы считаете, что у вас есть идеальное место для микрогидроэлектростанции, ознакомьтесь с документом «Планирование микрогидроэлектростанции», чтобы узнать, что делать дальше.

Примечание: Одна вещь, которую следует помнить, когда вы думаете об альтернативах электричеству, это то, что они зависят от природных элементов (Солнечный свет, Ветер, Вода) для получения энергии. Вы не можете контролировать эти природные явления, и они не всегда будут сотрудничать. Лучший способ подготовиться к этому — иметь под рукой резервный генератор.

Выбор способа выработки электроэнергии

Отключение от сети и обеспечение собственной электроэнергией — непростая задача; вам действительно нужно провести исследование и выяснить, какие методы будут работать для вашего местоположения. Например, вы не хотите инвестировать в энергию ветра, если у вас нет нужного количества ветра в течение года.

Когда вы решаете, какой метод вам подходит, вы должны помнить, что эти варианты основаны на природных элементах для преобразования энергии. Если у вас нет подходящего источника для вашего метода, он просто не будет работать. С другой стороны, если у вас есть несколько природных элементов, вам не нужно выбирать только один, вы можете рассмотреть возможность их объединения.

Если вы заинтересованы в выборе солнечной энергии, вам необходимо учитывать количество солнечного света, которое ваш район получает в течение года. Если вы думаете о ветроэнергетике, вы должны учитывать силу ветра, а также его силу обычно в вашем районе. Чтобы использовать микрогидросистему, вам понадобится источник воды поблизости.

Всегда полезно также обратиться за советом к местному сообществу. В вашем местном сообществе поселенцев и фермеров могут быть советы о том, что лучше всего работает в вашем районе и где вы можете купить местные материалы и/или использовать местные компании, чтобы помочь вам настроить автономное электричество (ознакомьтесь с моей статьей о том, как выращивать сообщество поселений для некоторых советов и вдохновения о том, как подключиться).

Стоит ли вкладывать деньги?

Если вы выполнили домашнее задание и выбранный вами метод подходит вам, то перевод вашего дома на автономную электроэнергию может стать инвестицией. Начальные затраты (деньги нужны авансом) для производства собственного электричества могут быть немного дорогими, но в зависимости от вашего местоположения могут быть доступны разные программы или гранты. После того, как первоначальные затраты будут учтены и все будет сделано правильно, производство собственного электричества должно окупиться.

Чтобы получить информацию о финансовых программах или начать процесс, начните с вопросов в местном отделении расширения . Если у них нет ответов, они могут направить вас в отдел, где они есть.

Готовы ли вы самостоятельно производить электроэнергию?

Если вы проделали домашнюю работу и поняли, какой метод подходит для вашего местоположения, то производство собственного электричества может стать невероятной инвестицией.