Generatore termoelettrico

« Older   Newer »
  Share  
view post Posted on 1/2/2008, 18:48
Avatar

Immane Rompiball

Group:
Administrator
Posts:
18,287
Location:
Orlo esterno della cintura di Orione stella 1957

Status:


Si e no. Mi spiego meglio.
Il calore si sposta come la corrente ed è per questo molto simile alla corrente elettrica. Nei conduttori elettrici per esempio il calore si trasmette sul conduttore sfruttando il moto degli elettroni liberi proprio all'interno del conduttore. Per questo se scaldi una barretta di vetro da un lato è rossa e dall'altro la puoi tenere in mano. La stessa barretta di rame non la tieni in mano dopo poco.
Il calore si sposta sempre da un corpo a temperatura più alta ad uno a temperatura più bassa. Il calore e la temperatura sono dipendenti l'uno dall'altro ma sono due cose distinte. Un pò come la tensione e la corrente.
Perciò, se devo bruciare del combustibile questa combustione avviene ad un precisa temperatura quando si ha il corretto rapporto carburante comburente, supponiamo metano e ossigeno. Quindi supponiamo di avere una caldaia che brucia metano per riscaldare per esempio acqua. La fiamma del metano brucia (supponiamo) a 1200 gradi e l'acqua entra a 10 gradi. Alla fine, i gas di combustione escono a 300 gradi e l'acqua a 120 gradi sotto forma di vapore saturo surriscaldato ad una pressione di 20Atm. Che è successo?
Ho bruciato una quantità di metano che mi ha fornito per esempio 100Mjoules. Questi hanno contribuito ad elevare di temperatura una certa quantità di acqua portandola da 10 gradi fino ai 100 che sono la temperatura di ebollizione, terminato il salto di fase da liquido a vapore l'acqua ha acquisito quest'energia che si è anche in parte trasformata in pressione e volume del vapore. Quindi una parte la buttiamo nell'ambiente nel calore contenuto nei gas di scarico, in parte va a finire nell'acqua che ha aumentato la sua temperatura ed in parte nel vapore sottoforma di calore e di pressione volume. Una piccola percentuale viene anche buttata via sottoforma di prodotti non combusti. Tipo il particolato di carbone, gas non combusto, NOX, CO e chissà che altro. Tutto questo, se non dimentico nulla è il 100% dell'energia impegnata nella combustione. Se con quei gas, di scarico riscaldiamo un ulteriore radiatore questi gas entreranno nello scambiatore a una temperatura e ne usciranno ad una più bassa, in base alla temperatura dell'acqua che infiliamo nel radiatore, l'efficienza di scambio e la massa dell'acqua riscaldata.
Tutto questo messo insieme farà sempre i 100 Mjoules di energia che abbiamo ottenuto dalla combustione del metano iniziale.
Nel caso della caldaia della discordia, se avevamo 15KW di potenza termica ed 1KW di potenza elettrica resa, voleva dire che noi bruciavamo 15KW di qualcosa di cui 1KW andava a finire in energia elettrica impiegabile, che p. es. 2KW andavano via in rendimento termico del motore, e 15-1-2=12 rimanevano a disposizione dello scambiatore dell'acqua per il riscaldamento a meno di qualche Kw che comunque se ne andava in aria nei gas di scarico. Alla fine tu hai sempre il 100% dell'energia che immetti, ma viene divisa a seconda di cosa ci fai. Il motore toglie calore alla combustione perchè in parte il motore converte l'energia termica in energia meccanica raffreddando con i suoi gas il focarile, in parte il calore se ne va via attraverso il motore stesso per conduzione termica verso qualche dispositivo che lo raffredda, nel caso dello stirling, lo scambiatore freddo e che deve essere mantenuto freddo, un pò come la tua ventola sulla cella di peltier, altrimenti il motore cessa di funzionare. Questo calore viene tolto dalla fiamma del focarile dallo scambiatore caldo dello stirling. Quello che avanza va a scaldare lo scambiatore con il riscaldamento poi nell'ambiente con i gas di scarico.

Ritornando al tuo "bricco" se isoli la caldaia, se recuperi i gas di scarico se in definitiva aumenti l'efficienza della parte calda dovresti arrivare al punto che per ottenere in uscita la stessa energia dovrai ridurre la fiamma o superare la temperatura imposta dei 150 gradi oltre i quali non puoi andare. :rolleyes:
 
Web  Top
gyppe
view post Posted on 1/2/2008, 19:10




Grazie mille davvero esauriente. :)
Non avevo pensato al fatto che in quella caldaia, il calore della scambiatore dello stirling comuque si recupera per il riscaldamento, quindi il bilancio è grosso modo quello.

Nel bricco :D l'isolamento lo sto mettendo proprio per cercare di ridurre la fiamma al minimo e aumentare la durata della bomboletta. Ma già senza, e con fiamma al minimo il calore è troppo. Ora mi dovrei modificare il bruciatore che così com'è va bene per scaldare una padella :D e ridurre il flusso di gas, e sopratutto aumentare un pochino la potenza della cella.
Secondo me dovrei arrivare almeno a 24 ore di autonomia con una singola bomboletta, e sarebbe davvero tanto no?

Per lo switching hai qualche suggerimento? Sto alla ricerca, ma per ora ho trovato solo moduli step-down, nulla per elevare la tensione. Intanto do uno sguardo anche su rs.



 
Top
robo67
view post Posted on 1/2/2008, 22:47




CITAZIONE
Per lo switching hai qualche suggerimento?

consultare il data-sheet dell'integratoMC34063

Io l'ho usato spesso e lo uso tuttora, sia in modo step-don che step-up
Il problema é che tu hai una tensione di partenza molto bassa, vicino al suo limite di funzionamento e potresti avere qualche problema. Penso che ti convenga pensare ad utilizzare 2 celle in serie per arrivare a 6-7V.
Se hai bisogno di chiarimenti su questo integrato fammi sapere: abbinandolo ad un MOSFET di potenza si ottengono veramente dei buoni risultati con pochi componenti.
 
Top
gyppe
view post Posted on 1/2/2008, 23:55




Caspita grazie! :)
Ho dato uno sguardo veloce, e sembra molto interessante, sopratutto per il basso numero di componenti ausiliari, si, si. Questa sera ho fatto qualche ricerca, ma di già pronto non ho trovato nulla, così ho dato uno sguardo a qualche integrato apposito, ho trovato qualcosa della linear technology, buoni sulla carta, ma in formato come si chiama? ball fpg? quello li insomma :D
E sopratutto lo schema di principio è pieno di induttori, che a me mi stanno sullo stomaco :D

Questo mi pare interessante, dil e 1 solo induttore, se sei disposto a darmi un'aiutino, e se riesco a trovare l'integrato, mi faccio il circuitino una volta per tutte e via :)

 
Top
gyppe
view post Posted on 26/2/2008, 00:06




Dimenticavo di darvi l'ultimo aggiornamento sulle mie piccole sperimentazioni, per quanto possa interessarvi :D

Pochi giorni fa è finalmente arrivato il nuovo dissipatore con ventola, e i componenti necessari per il dc, compresa una bobbina intorno ai 3 A, ora appena trovo una stampante economica vedo di buttare giù uno stampato e vedere come si comporta.

Intanto ho testato il nuovo dissipatore, e devo dire che si comporta in modo perfetto.
Raddoppiando circa la potenza del bruciatore, la parte fredda si mantiene praticamente a temperatura ambiente (oserei dire quasi più bassa :D), sintomo di perfetta dissipazione anche con alti flussi.
La ventola funziona anche a tensioni sotto i 12 v, il che è bene.

Ora la cella riesce a produrre addirittura 8 V, e 1A di corrente! Naturalmente a vuoto, perchè la tensione si siede su valori molto più bassi sotto carico, confermando i circa 4W teorici della cella.

Ho dovuto eliminare la coibentazione della camera di combustione per installare il nuovo dissipatore, e visto che c'ero ho dato una bella carteggiata ai fianchi.
Con questa manovra ho ottenuto un'interessante effetto, le tinte di rinvenimento dell'acciaio hanno prodotto una perfetta temografia della camera di combustione, e ho potuto verificare che circa 1 cm del metallo sotto la zona calda in rame dello scambiatore, si è sempre mantenuto a temperature piuttosto basse, direi molto sotto i 200 gradi, mentre la zona inferiore, ha abbondantemente superato i 500 gradi!!!

Ora aspetto una cella più potente, e vedremo come si comporta :)
 
Top
Contesto
icon1  view post Posted on 31/3/2008, 13:43




Ciao raga ho letto con attenzione il vostro scambio di idee, e mi sento "a casa" , perche' e' da un po di tempo che cerco di trovare soluzioni ed esperienze in questo campo, che ci prende tanto tempo (ma con passione), se vi puo' interessare vi lascio un esempio he si puo' applicare e quello che cercate.

Il pannello solare già in vendita dal 1973 tolto dal mercato e scomparso nel nulla era costituito da un semplice pannello di metallo scaldato dal sole dentro una scatola di legno con un vetro per generare l'effetto serra e conservare il calore, a contatto con una delle estremità delle Celle di Peltier, e una vasca piena d'acqua all'ombra, spesso gelata come in montagna in inverno, che raffreddasse l'altra estremità del semiconduttore.
Con una decina di Celle di Peltier, creando un buon differenziale termico, per alcune ore al giorno è possibile avere un pannello solare da 100 € con resa tripla di un normale pannello fotovoltaico.

Spero di esservi stato di aiuto....
 
Top
view post Posted on 31/3/2008, 14:00
Avatar

Immane Rompiball

Group:
Administrator
Posts:
18,287
Location:
Orlo esterno della cintura di Orione stella 1957

Status:


Solare... "termovoltaico" :o:
Però... da provare...

Benvenuto tra i matti del quartiere Contesto. Ottima idea, peccato che quelle celle di peltier siano così care... Comunque, ripeto sarebbe da provare.
Magari un modulo che di giorno si mette al sole e di notte alla stufa a legna... :lol:
 
Web  Top
Contesto
view post Posted on 31/3/2008, 15:15




Grazie del benvenuto
ma mi puoi spiegare perche' si deve obbligatoriamente spendere il meno possibile per ottenere un alto rendimento da un progetto?

Sanno anche i sassi che nessuno ti sponsorizza per le ricerche se non ne hanno un interesse di guadagno
appena trovi o ritrovi qualche progetto che funziona, trovi poi i componenti che o non si trovano o costano carissimi

se non si prova ad investire un po' di soldi per una idea che ti puo' dare un tornaconto in futuro non si ottiene niente.

Scusami questa polemica ma e' anni che cerco e ricerco progetti di freeEnergy ed ho potuto constatare che :
non puoi permetterti di divulgare invenzioni con poca spesa , che si possono attuare , perche' a breve ti mettono i bastoni tra le ruote .

esempio palese:

fino a pochi anni fa' l'olio di colza (non sbuffare) ;-) non costava molto, dopo che i media hanno cominciato ad interessarsene il prezzo e' lievitato.

Pensa ad un gruppo elettrogeno da 3 Kw diesel, ci colleghi quello che vuoi , lo alimenti a colza od olii ripuliti , non inquini e se vuoi ci estrai anche il riscaldamento di una stanza.

oppure a benzina con alimentazione ad alcool (prezzo dell' alcool per grappa)

insomma non ottieni niente senza investire dei quattrini spacialmente in italia.....

 
Top
view post Posted on 31/3/2008, 15:25
Avatar

Immane Rompiball

Group:
Administrator
Posts:
18,287
Location:
Orlo esterno della cintura di Orione stella 1957

Status:


eh... ma ti sei risposto per conto tuo... :lol:

Perchè gli Italiani sono furbi ma non tanto... :lol:

Se vuoi guadagnare sull'olio di colza ne vendi di più guadagni di più. Più che ne vendi più che guadagni...
Se vuoi guadagnare sull'olio di colza aumenti il prezzo e continui a venderne la stessa quantità, ma non ci riesci e ne vendi di meno, alla fine guadagni meno di prima...
Idem per l'etanolo o il metanolo...

In USA le promozioni natalizie si fanno prima di natale, così la gente compra di più e si guadagna di più. In Italia si gonfiano i prezzi prima di natale così la gente non compra e passa un natale da fame. Poi a gennaio si fanno le svendite e nessuno compra perchè hanno da pagare le tasse, oltre a non aver beccato una lira per le trattenute sulla tredicesima... :lol:

Che ci vogliamo fare, quando il Q.I. è basso, ci si arrangia a fregare il prossimo con la furbizia... :rolleyes:

Comunque, scherzi a parte, almeno in elettronica, i componenti non soggetti al mercato mafioso-italiano costano fintanto che non c'è un grosso mercato. I microprocessori e le memorie funzionano così, le celle di peltier purtroppo ancora non hanno una diffusione così forte perchè le macchine a gas rendono molto di più. Oggi le pompe di calore hanno un COP di 5 o più per potenze intorno al KW di consumo. Non c'è paragone con le celle di peltier. Anche se per applicazioni particolari le celle di peltier sono insostituibili.
 
Web  Top
gyppe
view post Posted on 31/3/2008, 19:49




Ciao contesto, benvenuto :)

Molto interessante la cosa, questa non la sapevo.
Lo so che faccio la figura dello sborone però è una cosa che avevo già considerato.

Purtroppo come hai detto, c'è bisogno di molto molto tempo, e anche se non è il problema maggiore, anche di soldi, quindi gli esperimenti procedono molto a rilento.

Per ora ho il dc pronto e il dissipatore bello potente, mi manca solo una bella peltier (che costa una stupidata quindi il problema non è questo :D ) e vedere come si comporta.

Se tutto funziona come spero, passiamo alle sperimentazioni in grande.

Manco a dirlo, se hai voglia di dare una mano anche tu sei il benvenuto :)
 
Top
Contesto
view post Posted on 1/4/2008, 09:05




Ciao sono ancora qui , lancio una idea
con una parabola di specchi concentriamo la luce-calore del sole su una superfice della cella, e sull'altra un piccola serpentina con passaggio H2o fresca , con questo carichiamo una batteria a 12V con reg di carica , alimentiamo una lampada a led ultralight ed ecco la luce.

ah la fantasia
 
Top
view post Posted on 1/4/2008, 09:24
Avatar

Immane Rompiball

Group:
Administrator
Posts:
18,287
Location:
Orlo esterno della cintura di Orione stella 1957

Status:


Mica tanta fantasia... :rolleyes:
A Gyppe le celle di peltier le regalano perchè ha il suo fornitore di fiducia, a livello industriale non le regalano ed hanno un costo abbastanza alto tanto che non so se il gioco possa valere la candela rispetto al fotovoltaico. C'è da tenere anche di conto del rendimento globale della cella di peltier e dal costo del concentratore. Ma questo solo a livello industriale. A livello di sperimentazione può funzionare. Anche se il concentratore dovrebbe scaldare comunque un dissipatore in grado di distribuire il calore su tutta a superficie della cella e non su di un caldissimo punto solo. Ma credo sia una buona prova da fare. :)
 
Web  Top
gyppe
view post Posted on 1/4/2008, 18:38




Si infatti nulla di così fantasioso, e neanche difficile da fare. Soltanto... Tempo tempo tempo, uff

Io avevo pensato ad una sorta di cubo di rame annerito, sulle cui 5 facce vengono disposte le celle, direi almeno 4 per lato. Il fuoco della parabola si concentra sulla faccia libera da celle del cubo, e con un sistema di deflessione elettronica si impedisce al sudetto di superare i 150 gradi. Le faccie fredde possono essere dissipate ad aria, o meglio ad acqua, che come sappiamo ha un'elevata capacità termica.

Se poi aggiungiamo un sistema di inseguimento... Viene fuori davvero un bell'oggetto :)


Si law, lasciamo da parte le considerazioni industriali e pensiamo solo a divertirci, magari un giorno arriverà pure il tornaconto, non si sa mai ;)
 
Top
gyppe
view post Posted on 26/4/2008, 18:11




Qualche aggiornamento.
L'ultimo elevatore di tensione non mi soddisfaceva appieno, vista la sua alta tensione minima necessaria.
Ho così ricercato uno step up che necessitasse di tensioni molto più basse. Cerca cerca, sono incappato nel 3490, disegnato appositamente per il controllo di led di potenza da 1W, con caratteristiche molto interessanti. Tensione minima di funzionamento intorno ai 0,8V, funzionamento con un minimo di componenti, 1 piccolo induttore, 1 resistore 1 un condensatore, possiede molte protezioni interne, spegnimento automatico per salvaguardare le batterie ricaricabili, possibilità di trimmaggio in modo continuo da 0 al 100% della potenza, 1 uscita a collettore aperto che si attiva al segnale di batteria scarica, un'efficienza che va dal 70 al 90% se si alimenta con 1 o due stilo superando addirittura il 90% con tensioni più alte, il tutto in tecnologia smd in contenitore sot8!

Ho deciso di prenderne alcuni e fare qualche test, perchè sarebbe molto utile anche nella realizzazione di torcie molto piccole, alimentate con una sola pila AA, e infatti questo test è rivolto proprio a questo, il trimmer centrale è stato studiato per permettere la regolazione dell'intensità del led ruotando semplicemente la testa della torcia, ruotando fino allo spegnimento del led, il chip passa in modalità basso consumo assorbendo soltanto 5 uA, quando il chip rileva bassa tensione sulla pila, un partitore resistivo dimezza la potenza del led per salvaguardare le batterie, lasciando però la possibilità di regolazione.

Ecco qui la prima prova, notare che il tutto è stato montato utilizzando stagno schifoso da 2mm, e un saldatore da 40W con punta extra large :D

image

image

Il circuito funziona benissimo, ma purtroppo ho sbagliato con l'acquisto dell'induttore, troppo bassa la potenza, e infatti scaldava parecchio. Quello che si vede nella foto l'ho realizzato io, ma non avendo un induttanzimetro non ho fatto un bel lavoro, ho comunque rintracciato degli stupendi induttori smd da ben 4A di dimensioni molto contenute. Inutile dire che il circuitino sarebbe perfetto alimentato da una peltier e una fiammella :D

Dopo questa prova mi sono particolarmente fatto prendere dalla mania dell'alta potenza in poco spazio, ho così rintracciato un bellissimo power led da 1W che eroga ben 100 Lumen, il p4 prodotto dalla zpower, a breve lo acquisterò.
Cercando però di ridurre ancora di più le dimensioni ho trovato un'altro chip che per funzionare necessita addirittura di una sola induttanza, in contenitore sot23, eroga fino a 40mA, sufficienti per accendere due led standard da 5mm ultraluminosi, ne ho trovato addirittura da 5 lumen, putroppo però non dispone di alcuna regolazione, ma meglio non pretendere troppo :D

Sono arrivati oggi, non ho resistito così ne ho montato uno, ma utilizzando una bobbina non adatta, funziona comunque molto bene alimentato a 1,2V che è la tensione minima che può fornire il mio alimentatore.
Eccolo qui:

image

image

E' di dimensioni davvero contenute, ma accende il led perfettamente, e nonostante il montaggio da cani e l'induttore usato troppo basso, la forma in uscita è abbastanza accettabile:

image

Il ripple è forse troppo alto, ma penso che scomparirà utilizzando l'induttore di potenza e valore adatto. La forma d'onda residua in uscita è dovuta all'assenza di un condensatore di livellamento, ma penso sia utile per ridurre ulteriormente il consumo del led.

Per ora è tutto, ora sono in attesa di chip con prestazioni in potenza più elevate per essere utilizzati con la peltier e almeno 2 power led p4, che alimentati con 1A erogano ben 240 lumen, pari ad una lampadina ad incandescenza da 25W!





 
Top
robo67
view post Posted on 26/4/2008, 19:43




Certo che ne fai di esperimenti!! Sei veramente incredibile, gli iperattivi non ti fanno un baffo.
Interessanti i tuoi esperimenti.
Riguardo la forma d'onda d'uscita é semplicemente quella che ci si aspetterebbe da un circuito che non deve alimentare nessun circuito, ma solo un led. In queste condizioni non importa filtrare la tensione d'uscita, tanto è l'occhio a "filtrare" le accensioni/spegnimenti del led.
Essendo poi un integrato studiato per accendere i led in condizioni di spazio ridotto (infatti entrambi sono smd, il secondo pure in un contenitore particolarmente ridotto) sarebbe assurdo prevedere un condensatore elettrolitico di filtraggio, che é tutto tranne che poco ingombrante.
 
Top
54 replies since 30/1/2008, 15:36   9103 views
  Share