Jump to content

    

Термоэлектрический генератор на разнице температуры под землей и на поверхности

4 hours ago, _pv said:

А термос можно и побольше взять.
 

А толку? Его же прогреть надо за тёплое время суток. А у автора снаружи ничего не должно быть. А углубись под землю - там изменений на 10 градусов за сутки поди накопай. Будет сильно зависеть от широты, времени года и вообще особенностей местности.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Термос-то зачем под землю глубоко закапывать? Он сам по себе термостабилен, а снаружи через крышку и только через крышку как раз максимальное изменение температуры окружающей среды и должно внутрь Ватты прокачивать туда/сюда, а сидящий там Пельтье себе немного отщипнёт, "вот на эти два процента и живу".

А вот теплопроводность у самого элемента Пельтье довольно неплохая, так что пропустить через себя тепла и для десяти литров сможет. соответственно и отщипнёт за сутки в 10 раз больше.

Вообще теплоёмкость термоса должна быть либо "бесконечной", чтобы от средней температуры +-5 градусов дельты день/ночь было, либо хотя бы такой чтобы от температуры "по синусу" снаружи внутри был сдвиг на 90 градусов по фазе.

А мелкий сразу прогреется до температуры окружающей среды и энергию давать перестанет, да и КПД преобразования напряжения с совсем небольших миливольтов куда хуже.

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 minutes ago, _pv said:

Термос-то зачем под землю глубоко закапывать? 

Да  не очень понятно зачем вообще закапывать :)
 Такую систему можно и на березе подвесить. Но ... в расчетах вы ошиблись, похоже, в разы. Тепловой поток будет значительно меньше. Там четвертая степень от разности абсолютных температур.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Только что, Егоров сказал:

Да  не очень понятно зачем вообще закапывать :)
 Такую систему можно и на березе подвесить. Но ... в расчетах вы ошиблись, похоже, в разы. Тепловой поток будет значительно меньше. Там четвертая степень от разности абсолютных температур.

Четвертая степень - для излучения. А для теплопроводности - линейно.

Share this post


Link to post
Share on other sites
23 минуты назад, _pv сказал:

Вообще теплоёмкость термоса должна быть либо "бесконечной", чтобы от средней температуры +-5 градусов дельты день/ночь было, либо хотя бы такой чтобы от температуры "по синусу" снаружи внутри был сдвиг на 90 градусов по фазе.

А мелкий сразу прогреется до температуры окружающей среды и энергию давать перестанет, да и КПД преобразования напряжения с совсем небольших миливольтов куда хуже.

А как Вы собираетесь выпрямлять напряжение... Ведь не диодами же?

Share this post


Link to post
Share on other sites
38 minutes ago, Егоров said:

Такую систему можно и на березе подвесить. Но ... в расчетах вы ошиблись, похоже, в разы. Тепловой поток будет значительно меньше. Там четвертая степень от разности абсолютных температур.

перепутали с излучением.

внутри килограмм воды с теплоёмкостью 4200Дж/С, за сутки он сначала днем нагреется на 10 градусов, а потом ночью остынет обратно на те же 10 градусов, то есть в термос сначала снаружи окружающая среда закачает 42кДж, а потом выкачает обратно. т.е. в среднем через крышку термоса протекает 1Вт тепловой энергии.

25 minutes ago, TanyaE said:

А как Вы собираетесь выпрямлять напряжение... Ведь не диодами же?

трансформатором :)

как уже подсказывали, для этого есть LTC3108, который от 20мВ работает.

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 минуты назад, _pv сказал:

как уже подсказывали, для этого есть LTC3108

Оно предназначено для одной полярности. Или мне это только кажется?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Есть еще LTC3109, позволяющая работать на двухполярном входе. Но потребуются два трансформатора. http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/lt-journal-article/LTJournal-V20N3-01-df-LTC3108_09-David_Salerno.pdf

 

Там в конце даже картинки мощности есть - для dT 10 градусов 30-mm TEG позволяет получить 2..3 mW.

Edited by rx3apf

Share this post


Link to post
Share on other sites
47 minutes ago, _pv said:

перепутали с излучением.внутри килограмм воды с теплоёмкостью 4200Дж/С, за сутки он сначала днем нагреется на 10 градусов, а потом ночью остынет обратно на те же 10 градусов, то есть в термос сначала снаружи окружающая среда закачает 42кДж,

Угу, что-то перепутал.

Вы возьмите  металлический стакан с водой при 0С и поставьте в боооольшой сосуд с водой в 10С. Посмотрите как быстро в стакане вода тоже 10С достигнет.
Кажется, практически никогда.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, _pv said:

Термос-то зачем под землю глубоко закапывать? Он сам по себе термостабилен, а снаружи через крышку и только через крышку как раз максимальное изменение температуры окружающей среды и должно внутрь Ватты прокачивать туда/сюда, а сидящий там Пельтье себе немного отщипнёт, "вот на эти два процента и живу".

А вот теплопроводность у самого элемента Пельтье довольно неплохая, так что пропустить через себя тепла и для десяти литров сможет. соответственно и отщипнёт за сутки в 10 раз больше.

Вообще теплоёмкость термоса должна быть либо "бесконечной", чтобы от средней температуры +-5 градусов дельты день/ночь было, либо хотя бы такой чтобы от температуры "по синусу" снаружи внутри был сдвиг на 90 градусов по фазе.

А мелкий сразу прогреется до температуры окружающей среды и энергию давать перестанет, да и КПД преобразования напряжения с совсем небольших миливольтов куда хуже.

Не глубоко, но как Вы сами считаете, так, чтобы он за день успевал прогреваться, а за ночь остывать. Иначе, если за день его внутренность успеет прогреться всего, скажем на 1 градус, то ночью ему нечего будет отдавать. Плюс нереально как-то обеспечить стабильный поток через крышку, когда автор говорит, что снаружи конструкция может быть вдруг чем-то засыпана...

Share this post


Link to post
Share on other sites
13 minutes ago, Herz said:

Не глубоко, но как Вы сами считаете, так, чтобы он за день успевал прогреваться, а за ночь остывать. Иначе, если за день его внутренность успеет прогреться всего, скажем на 1 градус, то ночью ему нечего будет отдавать. Плюс нереально как-то обеспечить стабильный поток через крышку, когда автор говорит, что снаружи конструкция может быть вдруг чем-то засыпана...

Если (теплоёмкость * 10 градусов) сильно больше чем приходит за сутки и температура не особо успевает поменяться, всё равно рано или поздно внутри всё-таки установится средняя температура и пельтье будет работать на +5 градусов днём и -5 ночью.

прямая аналогия с RC цепочкой, чтобы между входом и выходом была разность, надо С увеличивать. чтобы RC было больше периода.

можно и R конечно, но нам же ведь ток через "резистор" нужен, ведь именно с него пельтье свой процент снимает, а увеличение R его уменьшит, размах напряжения температуры задан.

37 minutes ago, Егоров said:

Вы возьмите  металлический стакан с водой при 0С и поставьте в боооольшой сосуд с водой в 10С. Посмотрите как быстро в стакане вода тоже 10С достигнет.
 Кажется, практически никогда.

Вы возьмите ёмкость, зарядите её до напряжения 10В, а потом через довольно большой резистор закоротите, посмотрите как быстро напряжение 0В достигнет. 

Кажется, практически никогда.

Share this post


Link to post
Share on other sites
44 minutes ago, _pv said:

Если (теплоёмкость * 10 градусов) сильно больше чем приходит за сутки и температура не особо успевает поменяться, всё равно рано или поздно внутри всё-таки установится средняя температура и пельтье будет работать на +5 градусов днём и -5 ночью.

прямая аналогия с RC цепочкой, чтобы между входом и выходом была разность, надо С увеличивать. чтобы RC было больше периода.

Это понятно; непонятно другое, будет ли температура на "крышке" меняться на 10 градусов от ночи ко дню и наоборот. И если да, то круглый ли год? Больше того, если, как говорит автор, снаружи не должно быть ничего, а конструкция будет присыпана каким-то слоем земли, то у этого слоя тоже есть теплоёмкость. И не факт, что изменения температуры достигнут "крышки" в таком диапазоне.

В общем, пока автор темнит и не делится соображениями откуда он собирается черпать энергию, рассуждать рано.

Ещё подумалось, что над устройством, закопанном в землю, от сезона к сезону будет меняться слой земли, песка, воды и т.п. А что уж произойдёт за десять лет, вообще загадать трудно.

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 hours ago, rx3apf said:

Есть еще LTC3109, позволяющая работать на двухполярном входе. Но потребуются два трансформатора. http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/lt-journal-article/LTJournal-V20N3-01-df-LTC3108_09-David_Salerno.pdf

 

Там в конце даже картинки мощности есть - для dT 10 градусов 30-mm TEG позволяет получить 2..3 mW.

 

1) Разница температур может быть как положительна так и отрицательна(в толще земли больше чем у поверхности и наооборот), поэтому двухполярная LTC3109 идеально подходит для извлечения максимума энергии?
2) Какого типа аккумулятор лучше использовать с учетом минимум 10 лет автономной работы и температурах до -30С ? Если можно киньте ссылку на магазин, где такие продают.
3) Как мне кажется стоит сделать так. Берем кусок достаточно толстой арматуры. Термоизолируем ее кроме конца, который в самой толще земли. Получается условный "термоноль". Эта же арматура и прочная силовая конструкция.
К верхней части арматуры крепим само устройство почти на поверхности земли, так что б изменения температуры максимально быстро подавались в устройство.
Как-то так я это вижу.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Just now, _alex__ said:

Как-то так я это вижу.

А я думаю, что это работать не будет - через некоторое время установится тепловое равновесие и "термоноль" будет на обоих концах арматуры. 

Share this post


Link to post
Share on other sites

с чего оно будет "термонулём"? на глубине метр есть источник тепла который будет температуру арматуры держать? остынет она до температуры окружающей среды и всё.

возьмите термос с достаточной теплоёмкостью внутри чтобы оно за сутки не успевало через элемент пельтье прогреться/охладиться полностью и будет вам локальный "термоноль", арматурой к земле не привязанный.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this