Värme till el?

[Bo]

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.

[sɹǝpuɐ]

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

[vattuvarg]

När vi ändå hjärnstormar...

http://green.blorge.com/2010/12/fujitsu-announces-a-new-device-that-harvests-solar-and-thermal-energy/

[jsax]

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?

[torbjorn]

Lite mer inspiration på temat:
http://www.radiomuseum.org/forum/tubes_operating_without_anode_supply.html

[Urdjur]

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

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?

[take]

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

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.

[fishyerik]

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.

[take]

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.

[Humle]

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

[fishyerik]

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

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.

[Rav3n]

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.....

Chalmers har en färdig byggbeskrivning på ett aggregat för gengas-el.

[silvervarg]

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.

[Skytten]

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.