Alternativ.nu
Övriga ämnen => Energi => Eltillverkning => Ämnet startat av: Humle skrivet 30 nov-10 kl 17:34
-
Hej finns det någon produkt på marknaden som omvandlar värme från t.ex. en vedspis till el? Det vore ju väldigt smidigt :)
-
Sök termoelektrisk här i forumet.
-
Hej finns det någon produkt på marknaden som omvandlar värme från t.ex. en vedspis till el? Det vore ju väldigt smidigt :)
Lite science fiction än, men en god idé... http://www.alternative-energy-news.info/pv-cell-prototype-generates-electricity-from-ir-and-uv-light/ (http://www.alternative-energy-news.info/pv-cell-prototype-generates-electricity-from-ir-and-uv-light/)
-
Ångmaskin + Generator? :)
-
Ångmaskin + Generator? :)
Förvisso, men dyrt, skrymmande, ineffektivt och omständligt pga alla formaliteter kring ångpannan - den ska ju besiktigas regelbundet osv osv.
Ska man producera el med utgångspunkt från ved är det i så fall betydligt enklare att använda en gammal bilmotor och driva den på gengas.
-
Det är svårt att göra el av värme.
Det bästa man kan hoppas på är att högst ca 1/3 av värmen omvandlas till el att distribuera. Det är vad de under gynnsamma omständigheter klarar av i de allra mest moderna och effektiva stora kärnkraftverken och kolkraftverken.
Men med termoelektriska element borde man i liten skala kunna få ut så mycket el att man iaf kan driva sin egen värmeanläggning. Fast det är fortfarande rätt dyrt och det finns inga färdiga kompletta lösningar att köpa för detta.
Men det är nog bara en tidsfråga innan en "självgående" modern vedpannan, utan behov av anslutning till elnätet, dyker upp. En panna som driver sin egen fläkt, en laddomat och även ger lite extra för att ladda ett batteri som kan driva en cirkpump.
Det går redan idag att pussla samman en sådan lösning, men det blir som sagt rätt dyrt. Och det är osäkert hur länge den fungerar.
-
Det är svårt att göra el av värme.
Det bästa man kan hoppas på är att högst ca 1/3 av värmen omvandlas till el att distribuera. Det är vad de under gynnsamma omständigheter klarar av i de allra mest moderna och effektiva stora kärnkraftverken och kolkraftverken.
Kärnkraftverken ligger i bästa fall på knappt 30 % verkningsgrad, medan andra sorters värmekraftverk (kol, olja, biomassa, sopor osv) möjligen kan komma upp till 45-50 %.
Främsta anledningen till denna skillnad är att kärnkraftverken arbetar med lägre tryck och temperatur på ångan och de har dessutom, till skillnad från en vanlig ånganläggning, ingen möjlighet att arbeta med överhettad ånga.
De bästa "eldade" kraftverken har ofta en kombination av ångteknik och gasturbinteknik.
Om vi ser på småskaliga ånganläggningar med så låga ångtryck och temperaturer att de kan behärskas av hembyggare så kan vi räkna med verkningsgrader runt 10 %. Något lägre vid "högtrycksdrift", möjligen något högre om man kan ordna kondensering av avloppsångan.
-
Jag undrar om man inte skulle kunna sätta ihop en stirlingmotor med en panna? En verkningsgrad på 10 % gör kanske inte så mycket om 70 % sen går till uppvärmning?
-
Jag undrar om man inte skulle kunna sätta ihop en stirlingmotor med en panna? En verkningsgrad på 10 % gör kanske inte så mycket om 70 % sen går till uppvärmning?
Det går utmärkt. Det är bara att göra det. Kruxet är att det blir dyrt. Och det håller nog inte så länge. Efterfrågan är liten eftersom det är billigare och enklare med två hål i väggen.
-
Stirlingmotorn är verkligen en intressant uppfinning. Men vad det verkar behöver den utvecklas innan den blir en varmanspryl.
Men tanke på miljö och energi vore det ju perfekt att alla som har panna för uppvärmning hemma skulle ha en stirlingmotor för att utnyttja det som går för elproduktion och resten för uppvärmingen.
-
Det finns ett annat fysikaliskt fenomen som möjligen - jag måste betona möjligen - skulle kunna bli användbart för att överföra värmeenergi till elektrisk energi, men det krävs nog mycket arbete innan man kommer någon vart.
En glödande katod i t ex ett gammalt radiorör omges av en s k rymdladdning av elektroner som emitteras från ett skikt av lämpliga metalloxider utanpå katoden, man kan betrakta den som ett moln av fria elektroner. Om en elektrod till (i radiorörssammanhang vanligtvis styrgallret) sitter så nära katoden att den hamnar inom rymdladdningsmolnet så laddas den upp negativt. Förbinder man den (utanför röret) med katoden så flyter en ström där, med lämplig belastningsresistans kan man alltså ta ut en viss elektrisk effekt även om den i ett vanligt radiorör är försvinnande liten jämfört med den effekt som går åt för att värma upp katoden till rödglödgning. Gör man en energibetraktelse på det hela så inser man att energin knappast kan komma någon annanstans ifrån än den värme som hettar upp katoden. Med konstant effekt på glödtråden borde en ytterst noggrann mätning kunna påvisa att katodens temperatur sjunker en aning när man tar ut elektrisk effekt ur rymdladdningen.
-
Hittade inte länken nu , den var flyttad . Men det var om JÄTTE stora solenergianläggningar där solenergin kunde lagras i stora rör fyllda med salt . Speciella speglar riktade strålarna mot rör med gas som sedan flödade genom rören med salt och avgav solenergin i dem .
Men det fungerade bara i extrema miljöer typ öknar . men mycket energi fick dom ut , och hett blev det .
Några "nya" länkar om TEG-teknik som jag inte skrivit in tidigare på forumet
http://thefuelman.com/teg/flyer1.pdf (http://thefuelman.com/teg/flyer1.pdf)
http://www.tegpower.com/products.html (http://www.tegpower.com/products.html)
-
"Thermoelectric Power Generation On Wood Stove" Thermoelectric Power Generation On Wood Stove (http://www.youtube.com/watch?v=QKaO3l7iwEA#ws)
Jag sökte på youtube om detta och hittade lite intressant om hur man åtminstone kan driva fläktar med värme.
EcoFan in action (http://www.youtube.com/watch?v=ksOZhxeCAvU#ws)
Thermoelectric Fan (http://www.youtube.com/watch?v=l0H7zMRgYAw#)
Eco Fan II Cook Stove (http://www.youtube.com/watch?v=p8Z5IJlLiMU#)
Stirling-Cycle Heat Powered Fans (http://www.youtube.com/watch?v=tpgnKtk2K14#)
Brockway and Philips Hot Air Fan (http://www.youtube.com/watch?v=Va3rgBfpbJk#)
-
Det finns ett annat fysikaliskt fenomen som möjligen --- skulle kunna bli användbart för att överföra värmeenergi till elektrisk energi ----
En glödande katod i t ex ett gammalt radiorör omges av en s k rymdladdning av elektroner som emitteras från ett skikt av lämpliga metalloxider utanpå katoden, man kan betrakta den som ett moln av fria elektroner. Om en elektrod till (i radiorörssammanhang vanligtvis styrgallret) sitter så nära katoden att den hamnar inom rymdladdningsmolnet så laddas den upp negativt. Förbinder man den (utanför röret) med katoden så flyter en ström där, med lämplig belastningsresistans kan man alltså ta ut en viss elektrisk effekt ----
Måste katoden glöda? - Från en gammal tråd:
Termopaneler som nyttjar värme istället för solstrålning för att generera ström kunde man eventuellt tänka sig utformade med en massa tunna sågbladsformade metallremsor tätt intill varandra men med ett mikroskopiskt gap mellan spetsarna och den raka kanten på nästa remsa. - Och i vacuum mellan två glasskivor.
Jag tänker mig då, att elektronerna vid sina slumpmässiga rörelser med större sannolikhet hoppar från en spets än till en varför det byggs upp en spänning och en ström som kan nyttjas.
Kaliumbeläggning av spetsarna lär öka elektronens benägenhet att hoppa.
-
Kaliumbeläggning av spetsarna lär öka elektronens benägenhet att hoppa.
Problemet är väl att det inte finns någon klar fysikalisk orsak till att elektronerna skulle hoppa i en viss riktning, mer än en annan. Och om denna, närmare ej angivna, orsak skulle kunna vara tillräckligt stark för att det skulle kunna ge upphov till en elektrisk potentialskillnad genom att elektronerna hoppar i riktning mot potentialskillnaden.
-
Problemet är ju att de elektronemitterande material man känner till - t ex bariumoxider - inte får någon riktig fart på emissionen förrän vid rödglödgning. Så, visst, om man hittar ett material som har samma egenskaper vid några hundra grader lägre temperatur så är det bara att jobba vidare med utgångspunkt från den upptäckten!
Den närbelägna elektrod som ska fånga upp elektronerna får naturligtvis inte ha några tendenser till att själv emittera dem. Även den kommer ju att anta en relativt hög temperatur i och med värmestrålning från katoden. I svåra fall löste radiorörstillverkarna detta genom att guldbelägga styrgallertråden.
-
Nu tänkte jag mig att få en emission trots en avsevärt lägre temperatur och "uppförbacke" över det mikroskopiska gapet och genom att få till väldigt spetsiga "sågtänder". "Sågbladen" kan läggas på en glasskiva med litografisk teknik.
När en metall upphettas, kommer väl elektronerna i häftigare rörelse och de har som jag förstått en starkare tendens att lämna en spets än en rak kant under sina annars slumpmässiga rörelser. - Det skall alltså vara väldigt tätt med spetsar och väldigt smala och tunna blad. Den större sannolikheten för elektronerna att lämna en spets måste rimligtvis innebära att elektronhoppen blir lika i båda riktningarna först när en viss spänningsskillnad exakt kompenserar för denna.
-
I Teknik För Alla nr 4 / 1965 så finns det ett ex. Lek med fysik , där man kan bygga en elektrisk termometer .
Genom att ha en speciell legering till vanlig järntråd kan man göra en termometer med termoel .
Principen är enkel . Järntråden dras över med legeringen som kallas konstantan , sedan behöver man en vanlig järn eller koppar tråd . Dessa båda trådar tvinnas eller lödes ihop i ena änden , de andra två trådarna ( andra änden . kopplas till en galvanometer . Hettar man sedan upp skarvstället så kan man läsa av det i galvanometer som en ( blygsam ) ström .
Man ger sedan olika användningsområden för denna termometer , tex mäta rökgastemperaturen i skorstenen , eller i bakugnen , eller göra en utomhustermometer , som av förklarliga skäl fungerar bättre vintertid .
Ett annat ex. är att montera en ringklocka som talar om ifall draget och därmed elden i pannan slocknar .
Man kan utnyttja denna enkla verson av termoel till att hålla koll på lager inom industrin för att skydda dem mot överhettning osv .
Genom att koppla in magneter kan man öka känsligheten .
Så termoel har använts länge men inte så vi har varit medvetna om det .
Så man behöver inte ett radiorör det räcker med två trådar .med olika värmekänslighet .
-
Nu tänkte jag mig att få en emission trots en avsevärt lägre temperatur och "uppförbacke" över det mikroskopiska gapet och genom att få till väldigt spetsiga "sågtänder". "Sågbladen" kan läggas på en glasskiva med litografisk teknik.
När en metall upphettas, kommer väl elektronerna i häftigare rörelse och de har som jag förstått en starkare tendens att lämna en spets än en rak kant under sina annars slumpmässiga rörelser. - Det skall alltså vara väldigt tätt med spetsar och väldigt smala och tunna blad. Den större sannolikheten för elektronerna att lämna en spets måste rimligtvis innebära att elektronhoppen blir lika i båda riktningarna först när en viss spänningsskillnad exakt kompenserar för denna.
Problemet med det är ju att man måste ha orimligt hög strömtäthet just i spetsarna för att kunna få ut någon ström att tala om. Med en platt sammanhängande katodyta bör apparaten kunna göras betydligt kompaktare för en given ström.
Så man behöver inte ett radiorör det räcker med två trådar .med olika värmekänslighet .
Det är ju frågan om två helt olika fysikaliska principer, termoelement respektive elektronemission. Den ena äger rum i förbindelsepunkten mellan två olika metaller, och den andra äger rum i vakuum. Den ena utesluter inte den andra.
-
En Ampere är 6240 000 000 000 000 000 elektroner per sekund. 60 watt och 12 volt är 5 ampere och 31 med 18 nollor efter elektroner per sekund.
Nu tror jag mindre på idén.
Om man istället har ytor mot ytor i vakuum och med isolerande avståndshållare emellan. Kan man tänka sig att beläggning med bariumoxid på ena ytan kan ge en elektronvandring som drivs av värme?
-
Om man nu lyckas stapla en massa tunna bleck med bariumoxid på ena sidan och med en vacuumspalt mellan varje och tätt runtom, så kan det inte bli någon spänning mellan ändplattorna hur mycket man än värmer, om termodynamikens grundlagar skall gälla.
Tänk att systemet är värmeisolerat och man får ut en ström om man tillför värmeenergi. Då skulle värmeenergin omvandlas direkt till högvärdig el-energi. Det blir inte som i en vanlig värmemotor som lyder Carnots lag och bara en bråkdel blir högvärdig energi och resten spill.
Detta kan antingen få en att släppa idén eller att satsa ännu ivrigare eftersom man har en chans att bryta mot etablerade naturlagar.
-
Värme ger typiskt upphov till värmestrålning. Infrarött ljus. Det har pratats om fotoelektriska element som arbetar med infrarött ljus. Det skulle vara grejer det!
Man kan tydligen få små nano-spolar/-antenner att börja självsvänga av kvanteffekter från det långvågiga ljuset, men det finns ingen bra teknik för att likrikta strömmen.
http://www.solarpowertoptips.com/infrared-solar-cells.aspx (http://www.solarpowertoptips.com/infrared-solar-cells.aspx)
-
När vi ändå hjärnstormar...
http://green.blorge.com/2010/12/fujitsu-announces-a-new-device-that-harvests-solar-and-thermal-energy/ (http://green.blorge.com/2010/12/fujitsu-announces-a-new-device-that-harvests-solar-and-thermal-energy/)
(http://green.blorge.com/wp-content/uploads/2010/12/Fujitsu-Prototype-Hybrid-Generating-Device-on-flexible-substrate.jpg)
-
Angående stirlingmotorer och värme så är det intressant att dessa på sätt och vis även kan drivas på kyla.
Eftersom en stirlingmotor använder värmeskillnad, något det finns gott om i Sverige på vintern, borde det gå att få en ganska stor effekt genom att sätta kylflänsen på utsidan av huset, genom tex källarfönstret, och sen leda vatten från pannan, genom motorns varma kammare, och sen till ackumulatortanken. Eller liknande, att sätta motorn på pannan, och ha en välisolerad ventilationsslinga från källarfönstret, över kylflänsen, och tillbaka igen. Det skulle såklart medföra en effektförlust i värme åt fåglarna men ge en betydligt högre elektrisk effekt. Observera att effektförlusten sker mot en av de bästa verkningsgrader som finns.
Ett annat alternativ vore att ansluta utgången från tanken till den varma kammaren, och ingången till pannan till den kalla. På så vis blir energiförlusten i stort sätt noll, men temperaturskillnaden på var sida av husets värmeslinga kanske är för låg för att ge betydlig effekt?
-
Lite mer inspiration på temat:
http://www.radiomuseum.org/forum/tubes_operating_without_anode_supply.html (http://www.radiomuseum.org/forum/tubes_operating_without_anode_supply.html)
-
I ett system med vattenburen värme och panna/spis som eldas med ved/pellets/flis etc. har man redan förutsättningarna färdigt: en het sida och en vattenkyld sida (temp-gradient på minst 200 grader), samt utmärkta förutsättningar att ta vara på värmen. Det blir mer som att man passar på att göra lite elektricitet medan man ändå eldar. Utnyttjas t.ex. i 200 W-varianten på denna sida: http://www.termo-gen.se/sidor/generators.html (http://www.termo-gen.se/sidor/generators.html)
Exakt samma princip kunde utnyttjas av en Stirlingmotor, så frågan är vad som blir mest effektivt att sätta i själva värmeväxlingspunkten om man vill få ut maximal effekt; en sterlingmotor eller ett termoelektriskt element? TEGen har den stora fördelen att den är tyst, d.v.s. mysfaktorn i köket/vardagsrummet påverkas inte om man använder en vattenmantlad kamin/vedspis för eldningen. I ett större pannrum med mer kontinuerlig eldning kanske en sterlingmotor skulle bli mer kostnadseffektivt, vad tror ni?
-
I ett system med vattenburen värme och panna/spis som eldas med ved/pellets/flis etc. har man redan förutsättningarna färdigt: en het sida och en vattenkyld sida (temp-gradient på minst 200 grader), samt utmärkta förutsättningar att ta vara på värmen. Det blir mer som att man passar på att göra lite elektricitet medan man ändå eldar. Utnyttjas t.ex. i 200 W-varianten på denna sida: [url]http://www.termo-gen.se/sidor/generators.html[/url] ([url]http://www.termo-gen.se/sidor/generators.html[/url])
Exakt samma princip kunde utnyttjas av en Stirlingmotor, så frågan är vad som blir mest effektivt att sätta i själva värmeväxlingspunkten om man vill få ut maximal effekt; en sterlingmotor eller ett termoelektriskt element? TEGen har den stora fördelen att den är tyst, d.v.s. mysfaktorn i köket/vardagsrummet påverkas inte om man använder en vattenmantlad kamin/vedspis för eldningen. I ett större pannrum med mer kontinuerlig eldning kanske en sterlingmotor skulle bli mer kostnadseffektivt, vad tror ni?
Jag skulle bli mycket förvånad om termo-genen ger 200W med en normal värmepanna.
-
Jag skulle bli mycket förvånad om termo-genen ger 200W med en normal värmepanna.
Jag har för mig att TEG kan ha en verkningsgrad på 5%, rätta mig gärna om jag har fel här, men om jag har rätt så skulle man då behöva skicka 4kW genom TEGarna, vilket borde innebära att man i praktiken skulle behöva elda på med minst 6kW för att få ut 200W.
Däremot är väl tekniken så dyr att den knappast är försvarbar förutom kanske om man kunde ersätta generatorn på en taxi, lastbil eller buss som går väldigt många timmar om dagen, då slipper man ju alstra el av dyr diesel.
-
Jag har för mig att TEG kan ha en verkningsgrad på 5%, rätta mig gärna om jag har fel här, men om jag har rätt så skulle man då behöva skicka 4kW genom TEGarna, vilket borde innebära att man i praktiken skulle behöva elda på med minst 6kW för att få ut 200W.
Däremot är väl tekniken så dyr att den knappast är försvarbar förutom kanske om man kunde ersätta generatorn på en taxi, lastbil eller buss som går väldigt många timmar om dagen, då slipper man ju alstra el av dyr diesel.
Ja, teoretiskt verkningsgrad, jag skulle gärna se en som på riktigt kommer över 2%. Dessutom kommer man inte ens att lyckas skicka en kvart av värmen i pannan genom TEG-mojängen.
-
Här visas hur en person driver några led-lampor en kort tid med hjälp av en mugg kokande vatten! http://www.instructables.com/id/How-to-build-a-thermoelectric-lamp/?ALLSTEPS (http://www.instructables.com/id/How-to-build-a-thermoelectric-lamp/?ALLSTEPS)
-
Här visas hur en person driver några led-lampor en kort tid med hjälp av en mugg kokande vatten! [url]http://www.instructables.com/id/How-to-build-a-thermoelectric-lamp/?ALLSTEPS[/url] ([url]http://www.instructables.com/id/How-to-build-a-thermoelectric-lamp/?ALLSTEPS[/url])
Det där visar tydligt hur värdelös principen är, jag har en nyckelring som jag köpte för några år sedan för ett par dollar inklusive frakt, den har en liten solcell, inbyggt batteri och tre LEDs, och bara jag kommer ihåg att lägga den på en ljus plats ibland har jag allt nödljus jag behöver. Även mitt i vintern räcker det att jag lägger nyckelringen i närheten av ett fönster utan direkt sol så klarar den att lysa en bra stund.
Inte för att jag jämfört min nyckelrings ljusstyrka med den i filmen, men jag får ganska många 2-dollars nyckelringar till priset av den där konstruktionen, för att inte tala om hur mycket effekt i lösa solceller jag skulle kunna köpa för samma kostnad.
-
Rigga upp ett gengasaggregat. Värmen från aggregatet går till uppvärming och gengasen driver en motor kopplad till en generator. Ev kan man ta tillvara på värmen från motorn också och koppla den till värmesystemet..... ;D
Chalmers har en färdig byggbeskrivning på ett aggregat för gengas-el.
-
Idén med peltierelement där man värmer en sida och kyler den andra för att få ut el är trevlig. Problemet är att verkningsgraden är dålig samt att det är en mycket dyr lösning.
Om man skall ha ut väldigt lite el som i ett experiment så fungerar det fint.
Fast om man bara vill ha ut väldigt lite el så kan man göra det på andra sätt, som tex att elda i en kamin med glasfront och sätta en solpanel nära glaset för att generera el. Det låter förståss ganska dumt och verkningsgraden blir även här låg.
Lösningen med peltierelement ger troligen under 1% verkningsgrad, och även solpanelen kommer troligen ge under 1% verkningsgrad.
Dvs dessa lösningar är i samma storleksgrad, trots att solpanelen egentligen inte tar till vara på värmen utan ljuset från elden.
Jämför med att en vanlig glödlampa ger runt 95%+ värme, fast här tänker vi åt andra hållet.
Hur får vi då högre effektivitet? Dessutom måste det vara till en rimlig kostnad och komplexitetsgrad.
I riktiga kraftverk så låter man värma vatten till ett högt ångtryck som får driva en turbin.
Det blir lätt farligt och höga tryck kräver därför stor säkerhet och det gör att prislappen skjuter i höjden så att det blir orimligt att använda i liten skala.
Alltså måste vi sänka trycket rejält för att klara säkerhet och ekonomi trots sänkt verkningsgrad.
Om vi värmer vatten så stiger vattnet i sig, dvs vi har skapat en rörelseenergi (dock mycket mindre än ångans rörelseenergi). Även luften som vi värmer upp stiger, så vi har rörelseenergi även där.
Att koppla in en generator som drivs av rörelseenergin blir då den uppenbara lösningen.
Frågan är bara vilken verkningsgrad vi kan uppnå?
Om vi kan nå en verkningsgrad på över 1% så är det bättre än vi får ut med tex peltierelement, så vi behöver inte få så bra verkningsgrad.
Eftersom kraftverk kan nå 30-50% verkningsgrad beroende på ångtrycket så har jag förhoppning att det skulle kunna gå att nå till ca 1/10 av detta. Dvs 3-5% verkningsgrad hoppas jag på.
Om vi eldar med tex 5kW värmeeffekt och vi bara når 2% verkningsgrad så pratar vi 100W eleffekt, och det är inte så illa om vi kan göra det till en låg kostnad.
Någon borde redan ha provat detta, så jag hoppas på kommentarer om detta.
Det går förståss att räkna på det, men det blir mycket okända saker som kommer in, så jag är rädd att det kan slå minst en faktor 10 på svaret och då duger inte beräkningarna bättre än uppskattningarna som jag har gjort ovan.
-
Det finns kommersialiserade system med turbiner, värmeväxlare och annat media än vattenånga. Antingen får man ha mycket billig ved eller bo där inte el finns(förmodligen bör man ha t.ex. ett sågverk som producerar tillräckligt med restprodukter, och en automatisk inmatning, torkbehov sommartid).
Dessutom när man inte har behov av värmen blir det dyrare ändå. Solfångare som troligen måste vara koncentrerade skulle teoretiskt kunna hjälpa till sommartid, men knappast är våra elpriser, så kostsamma, att det skulle vara realistiskt.
Kvarterspanncentraler eller större värmeanläggningar skulle kunna utnyttja.
Rärknar vi på att vattnet från pannan är 80-90 grader, och stoppar in det i formeln för Carnotcykeln kan man räkna med ett utbyte av 17%, till skillnad från om det var 800 grader, då det skulle bli drygt 70%.
För ett hushåll, skulle investeringar i solpaneler vara fördelaktigare, såväl driftskostnader som investering.