Перейти к содержанию
    

Термоэлектрический генератор на разнице температуры под землей и на поверхности

Стоит еще раз подумать почему не годятся ветер и солнце. Если бы были известны условия эксплуатации, то можно было бы найти тут достаточно нешаблонные варианты.
 Разность температур будет сезонной или с перерывами в пару недель. Кроме того, она будет на очень разнесенных в пространстве поверхностях. Придется использовать некий теплоноситель, трубы и прочее. Конструкция весьма материалоемкая и громоздкая. Как следствие - ненадежная.
 Несколько лет назад мне заказывали "вечный двигатель" в 100 мВт. Прорабатывались различные варианты, в том числе теплогенератор. Это оказалось самым худшим решением.

Но заказчика волновало одно - вандализм. Какая-то система мониторинга то ли в заповеднике, то ли для сбора метеоданных. Он был уверен, что только зарытое под землю никто не найдет.

После проработок тема заглохла. Но дельта в 10С - очень мало. И даже это крайне трудно обеспечить круглогодично.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

3 часа назад, _alex__ сказал:

не больше 1мВт

8,8 Вт·ч в год, одного 150-рублёвого щелочного элемента LR20 при 0°C хватит на два года.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

13 часов назад, _alex__ сказал:

Я изучаю вопрос возможно ли подзаряжать вышесказанным способом устройство с мощностью потребления не больше 1мВт

Выше я выложил ссылку на генерирующие модули, там в даташитах есть ответ.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Как обеспечить питанием датчик с потреблением не более 1мВт если:
- в течении минимум 10 лет обслуживание человеком не возможно
- солнечные, ветровые и любые генераторы требующие размещения чего-то над поверхностью земли будут быстро либо засыпаны либо вообще разрушены

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

33 minutes ago, _alex__ said:

Как обеспечить питанием датчик с потреблением не более 1мВт если:
- в течении минимум 10 лет обслуживание человеком не возможно
- солнечные, ветровые и любые генераторы требующие размещения чего-то над поверхностью земли будут быстро либо засыпаны либо вообще разрушены

 

Мне просто любопытно, о каких приборах идёт речь, что должны служить минимум 10 лет без обслуживания? Если не секрет. Есть уверенность, что и через 10 лет они морально не устареют и выстоят в неких "диких" местах?

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Just now, _alex__ said:

в течении минимум 10 лет обслуживание человеком не возможно
 

Гипотетически можно закопать в землю герметичный ящик с литий-тионилхлоридными элементами. Однако 10 лет - многовато.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

37 minutes ago, _alex__ said:

Как обеспечить питанием датчик с потреблением не более 1мВт если:
- в течении минимум 10 лет обслуживание человеком не возможно
- солнечные, ветровые и любые генераторы требующие размещения чего-то над поверхностью земли будут быстро либо засыпаны либо вообще разрушены

РИТЭГ - радиоизотопный генератор:

 

https://ru.wikipedia.org/wiki/Радиоизотопный_термоэлектрический_генератор

 

Да, а кем (или чем) засыпаны или разрушены ? Если это не Антарктида, т.е., эти места посещаются человеком, то не проще ли будет все-таки время от времени менять батарейку ?

Солнечные батареи плохи тем, что покрываются пылью, и их надо иногда протирать от пыли. Но это не мешает марсоходу работать уже десяток лет, хотя на Марсе регулярно бывают пылевые бури. Ветрогенератор - вообще гуд. Он не боится пыли, и может работать не один десяток лет, если его корректно спроектировать (например, грамотно сделать мачту, чтобы егобанально не сдуло). Тогда в чем проблема ? Что у вас за задача такая, если не секрет ? Что-нибудь вроде аппаратуры, которая должна пережить чуть ли не конец света ?

 

P.S. Лет 20 назад выпускалась микросхема RTC с литиевой батарейкой внутри - DS12887. Использовалась, например, в роутерах, некоторых материнках и проч. Так вот, для нее как раз и был заявлен срок службы в 10 лет. Но потребляет она, конечно же, заметно меньше, чем 1 мВт ...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

14 minutes ago, wim said:

Гипотетически можно закопать в землю герметичный ящик с литий-тионилхлоридными элементами. Однако 10 лет - многовато.

Щелочные аккумуляторы (не вспомню сейчас тип) в условиях погреба служили и больше десяти лет без малейшего присмотра. Те, что в 60-х (70-х) применялись в полевых радиостанциях.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Just now, Herz said:

о каких приборах идёт речь, что должны служить минимум 10 лет без обслуживания? 

 

На Земле много таких мест, куда добираться трудно, а временами и опасно. Например, в кратере временно неактивного вулкана.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

В таких задачах ставили литиевые элементы, второй на резерв, гарантийный срок вроде был 12 лет, но не 1 мВт, конечно, а на порядок меньше.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

On 10/13/2018 at 9:49 PM, _alex__ said:

 У устройства должен быть аккумулятор Lion или NiMn.

 

Вот здесь и будет проблема - вряд ли аккумулятор проживет столько, даже если термогенератор и позволит его подзаряжать.

 

Посмотрите на LTC3108, который предназначен как раз для такой задачи. Рассказывали, что от обычного китайского термоэлектрического модуля с таким чипом удавалось получить энергию, достаточную для заметного свечения светодиода, просто от прикосновения пальцем к поверхности элемента.

Изменено пользователем rx3apf

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Тут, наверное, надо смотреть в сторону серебряно-кадмиевого аккумулятора. Что до преобразования энергии, то это не самое главное. Главное, как получить эту самую разницу температур и приложить её к термоэлектрическому модулю.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

6 minutes ago, Herz said:

Что до преобразования энергии, то это не самое главное. Главное, как получить эту самую разницу температур и приложить её к термоэлектрическому модулю.

Да, нужно проработать сам генератор. Это же очень просто, берем элемент Пельтье и на столе смотрим что от него при разности температур в 10С можно получить . Скорее всего, заветный милливатт даже легко получится.
 А вот дальше брать голову в руки и думать как эту разность температур в месте эксплуатации гарантировано получить. Конструкцию обдумывать..
 Остальное - преобразователи, стабилизаторы, аккумуляторы - копейки в этой затее.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Хороший термос на один литр у которого теплообмен с "наружей" идет через элемент пельтье в крышке.
При изменении наружней температуры на 10 градусов туда-обратно за сутки, через Пельтье пройдёт 1*4200*10*2 джоулей за 60*60*24=86400 секунд, то есть 1Вт в среднем.
Общий КПД у Пельтье с учётом преобразования его милливольтов в какое-то нормальное напряжение, да и вообще у любой тепловой машины с такой разницей температур будет меньше 1%, но и этого для 1мВт вроде как вполне достаточно.
А термос можно и побольше взять.
 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...