DIY 열전 발전기:작동 원리 및 만드는 방법

열전 발전기의 측면 섹션

출처:Wikimedia Commons

요즘 전 세계적으로 많은 사람들이 그린 에너지 하베스팅을 받아들이고 있습니다. 왜요? 단순한! 환경에서 낭비되거나 다른 에너지원에서 전기를 제공합니다. 흥미롭게도 시스템은 배터리나 그리드 연결 없이 이 모든 작업을 수행합니다. 일부 에너지 및 열원에는 열, 태양 및 무선 주파수가 포함됩니다. 즉, 열전 에너지 수확 기술은 녹색 범주에 속하는 에너지 원입니다. 그리고 Seebeck 효과를 사용하여 온도 구배를 전력으로 변경합니다. 그렇다면 강력하고 안정적인 에너지 생산 컨버터를 구축하는 방법을 배우고 싶으십니까? 즉, 열을 발산하는 곳에서 전기를 생산하는 것입니까? 그런 다음 DIY 열전 발전기를 만드는 것을 고려한다면 도움이 될 것입니다.

이 기사에서는 TEG, TEG 만드는 방법에 대한 자세한 단계 등을 알려드립니다.

의 시작하자!

TEG란 무엇입니까?

열전 발전기 다이어그램

출처:Wikimedia Commons

TEG 또는 Peltier 발전기는 고체 반도체 장치입니다. 실제로 장치 레이어 간의 열 차이를 전기(또는 귀중한 DC 전원)로 바꿉니다.

또한 열전 냉각기를 TEG와 혼동하지 않는 것이 중요합니다. 결국 둘 다 동일한 구성 요소를 가지고 있습니다. 실제로 열전 냉각기는 장치에 전압을 인가하면 전류를 생성합니다. 그리고 결국 열전소자가 됩니다.

따라서 열에 의한 전기는 펠티에 효과를 자극합니다. 따라서 제품은 열을 차가운 쪽에서 뜨거운 쪽으로 이동시킵니다. 그러나 열전 발전기는 특히 고체 장치의 경우 따뜻함을 제거하거나 추가하는 데 도움이 됩니다. 또한 Seebeck 효과에 사용할 수 있는 두 가지 반도체 재료가 함께 제공됩니다.

제벡 효과란? 그것은 TEG가 뒤집힌 면에 온도차를 가할 때 TEG가 전기 에너지를 생산하기 시작하는 데 도움이 됩니다. 그리고 이것은 TEG의 구성된 내부 구조가 일부 도핑된 p 및 n 반도체를 사용할 때 발생합니다.

이 기사의 뒷부분에서 더 자세히 이야기하겠습니다.

열전 발전기는 어떻게 작동합니까?

열전 발전기의 작동 방식에 대해 알아보기 전에 구성을 이해하는 것이 중요합니다.

TEG 건설

TEG는 일반적으로 두 개의 특수 반도체 P형과 N형을 가지고 있으며 각 반도체는 서로 다른 전자 전력 밀도를 가지고 있습니다. 즉, 교대로 반도체 기둥(p 및 n형)을 열에 배치하여 시작할 수 있습니다.

그리고 기둥이 정렬되어야 합니다. 즉, 포스트는 전기적으로 직렬이어야 합니다. 이를 통해 양쪽의 열전도판을 사용하여 두 기둥을 연결할 수 있습니다.

여기서 팁은 다른 절연체를 추가하고 싶지 않다면 세라믹 전도판을 선택하는 것입니다. 따라서 반도체의 자유단에 전압을 가하면 전류가 바이메탈 접합을 가로질러 흐릅니다.

결과적으로 열 에너지 차이가 ​​있음을 알 수 있습니다. 이는 가끔 예외가 아닙니다. 또한, 냉각 플레이트가 있는 설정 부분은 열(뜨거운 배기 연도)을 흡수한 다음 장치의 다른 쪽으로 이동합니다.

열전 발전기의 작동 원리

열전 발전기는 Seebeck 효과를 사용하여 작동합니다. 그리고 이 효과는 반도체가 내부에서 이동하는 전하 캐리어를 경험할 때 발생합니다. 그러나 가지고 있는 전하 캐리어는 사용하는 반도체 유형에 따라 다릅니다.

예를 들어 전하 캐리어는 도핑된 p형 반도체의 정공과 n형 반도체의 전자입니다. 즉, 반도체의 뜨거운 측면에서 전하 캐리어가 확산되는 경향이 있습니다. 결과적으로 장치의 한쪽 끝에는 모든 형태의 에너지 전하가 축적됩니다.

방사성 열전 발전기

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따라서 축적은 반도체 전체의 온도 차이에 정비례하는 전압 전위를 생성합니다.

제벡 효과란 무엇입니까

Seebeck 효과는 전기 전도성 물질이 온도 범위 차이로 인해 두 지점 사이에 기전력을 발생시킬 때 발생합니다. 따라서 emf 열전 또는 Seebeck emf라고 부를 수 있습니다.

또한 Seebeck 계수는 온도 범위 차이와 emf 간의 비율을 나타냅니다. 그런 다음 열전대는 두 개의 별개 모듈 설계 재료 사이의 끝단(뜨거운 것과 차가운 것)에 걸친 전위차를 측정하는 데 도움이 됩니다.

또한, 전위차는 온도 차이에 비례합니다(콜드 엔드와 핫 엔드에 걸쳐). 그러나 이 효과의 단점은 극심한 온도차가 필요하다는 것입니다.

그리고 이것은 장치의 한쪽에 과도한 열이 다른 쪽을 가열하기 때문에 시스템의 어려운 부분입니다. 따라서 TEG를 손상시키고 제로 전기를 생산할 수 있습니다.

따라서 최적의 응답을 유지하려면 TEG의 한 쪽만 뜨거워야 하고 반대쪽은 이완되어야 합니다.

DIY 열전 발전기

DIY 열전 발전기

출처:Phys.org

다음은 DIY 열전 발전기를 만드는 데 필요한 목록입니다.

• 촛불(10)
• 알루미늄 트레이(1)
• TEC (8)
• 절연 테이프(1)
• 납땜 와이어(1)
• 알루미늄 플레이트(1)
• 엑스액토 나이프(1)
• 록타이트(1)
• 전압 조정기(1)
• 납땜 인두(1)
• 열전 페이스트(1)

단계

1단계 - 열전 냉각기 고정 및 납땜

자를 사용하여 TEC의 치수(약 40 x 40mm)를 확인하는 것으로 시작합니다. 그런 다음 8 TEC를 사용하십시오. 그러나 더 많은 전류와 전압을 원하면 10을 사용할 수 있습니다. 따라서 8 TEC를 사용하면 알루미늄 트레이의 바닥이 160 x 80 mm가 되어야 합니다.

당신이 그것에있는 동안 바닥이 평평한 지 확인하십시오. 그렇게 하면 TEC를 쉽게 접착할 수 있어 온도 구배를 얻을 수 있습니다. 다음으로, TEC를 설치할 부분을 절연테이프로 단열할 수 있습니다.

그런 다음 빈 면에 서멀 페이스트를 바르십시오. 거기에 있는 동안 문자가 위로 향하게 하여 TEC를 붙여넣습니다. 이렇게 하면 전선이 쌍(빨간색과 검은색)을 형성하는 것을 볼 수 있습니다. TEC 번호 4 검은색 와이어와 번호 8 빨간색 와이어 외에 다른 케이블을 납땜합니다.

즉, TEC 8 및 4는 느슨한 상태로 유지되어야 합니다. 그런 다음 TEC 5(검은색 선)를 TEC 1(빨간색 선)에 납땜하여 루프를 완성할 수 있습니다.

여기에서 프로세스를 완료하면 납땜 지점에 절연 테이프를 더 붙입니다. 그렇게 하면 납땜 문제가 다른 표면과 접촉하지 않습니다.

2단계 - 자신의 입장 만들기

이 단계에서는 알루미늄 트레이의 높이인 50mm를 고려해야 합니다. 이를 염두에 두고 약 5mm의 TEC 두께를 추가하십시오. 그러면 TEC와 촛불 사이의 거리는 15mm가 될 수 있습니다.

계산은 다음과 같습니다.

• 촛불 + 불꽃 =30mm
• 알루미늄 트레이 높이 + TEC 두께 =(50 + 5) =55mm
• TEC와 화염 사이의 간격 =15mm
• 완전한 스탠드 높이 =100mm

이를 염두에 두고 알루미늄 판의 크기가 약 430 x 100mm인지 확인하십시오.

3단계 - 전압 조정기를 위한 지원 구축

알루미늄 스트립을 절단하여 이를 수행할 수 있으며 치수는 30 x 250mm가 될 수 있습니다. 그런 다음 가장자리를 플라이합니다.

따라서 모서리가 알루미늄 트레이 측면에 완벽하게 맞아야 합니다. 그런 다음 3개의 코르크를 붙여 스탠드를 지지합니다. 이를 통해 절연을 위해 전압 조정기를 코르크에 직접 붙일 수 있습니다.

4단계 - TEC 와이어를 전압 조정기에 연결

일반적으로 검정색 와이어는 음수이고 빨간색 와이어는 쾌활합니다. 따라서 TEC 8과 4 사이의 전압을 측정하면 음의 전압이 발생합니다. 따라서 처음에 TEC 패드를 납땜한 방식으로 인해 극성이 반전되었음을 의미합니다.

결과적으로 TEC 패드를 전압 조정기에 역으로 연결해야 합니다.

또한, TEC는 온도차로 작동하므로 알루미늄판을 사용하십시오. 당신이 그것에있는 동안 가장자리를 구부립니다.

그렇게하면 TEC가 양초에서 더 많은 열을 얻을 수 있습니다. 그리고 알루미늄(160 x 120mm)은 TEC 플레이트 너머를 덮어야 합니다. 그런 다음 열 접착제로 TEC에 알루미늄을 붙이고 말리십시오.

5단계 - 테스트 어웨이

베이스가 지원할 수 있는 만큼 양초를 추가하십시오. 그런 다음 양초에 불을 붙이고 쟁반을 고정하세요.

그런 다음 물과 얼음 조각을 추가하여 물을 더 차갑게 만드십시오. 그리고 더 차가운 물은 더 많은 에너지를 의미합니다. 이렇게 하면 전압 조정기에 연결된 LED에 표시등이 켜집니다. 결과적으로 표시되는 전압이 증가하기 시작합니다.

그런 다음 설정이 안정화될 때까지 약 2분 동안 기다릴 수 있습니다. 그런 다음 전압 조정기 버튼을 누릅니다. 결과적으로 필터는 5V만 조정기를 통과하도록 허용합니다.

마무리

이 기사의 내용을 따르기만 하면 DIY 열전 발전기를 만드는 것이 가능합니다. 또한, 이 자유 에너지 장치를 구축하는 것은 올바른 방향으로 가는 좋은 단계입니다. 특히 귀하가 친환경 옹호자라면 더욱 그렇습니다. 또한 온도를 쉽게 전기로 변환하는 데 도움이 됩니다.

그렇다면 TEG에 대해 어떻게 생각하십니까? 장치 설정에 도움이 필요하십니까? 언제든지 연락주세요. 기꺼이 도와드리겠습니다.