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

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти
Авторизация