Peltier Elemente zur Stromerzeugung

aus Wagendorf, der freien Wissensdatenbank


Inhaltsverzeichnis

Versuche

Grundlagen - Seebeck Effekt mit einem Stück Eisendraht und Multimeter

Spannt man ein Stück Draht eines Metalls (möglichst gr. Seebeck-Koeffizienten), zB Eisendraht, zwischen die zwei zb. Kupfer-Kabel eines Multimeters und heizt dann eine Kontaktstelle zb. mit der Spitze eines Lötkolbens auf, kann man die entstehende Thermospannung messen.

Bei Kupfer/Eisen kann man zb. ca +4 mV bzw -4mV beobachten. Das Vorzeichen hängt davon ab, welche Kontaktstelle man erwärmt. Siehe auch Thermoelement, Seebeck-Effekt, Peltier-Effekt, Thermospannung

Kühlelemente-Test

Man nehme ein Element und betreibe es mit einer Spannung von 12 V. Man kann folgendes beobachten:

  1. Eine Seite wird heiß
  2. Eine Seite wird kalt
  3. Es wird Strom verbraucht

Um den Umgang mit Peltier-Elementen zu lernen, ist es jedoch wichtig, auch diesen Test einmal durchzuführen. ;-)

Ofentest

Bei diesem Test wurde ein Peltier-Element mit Hilfe eines Holzofens auf der einen Seite erwärmt und mit Hilfe eines Kühlkörpers auf der anderen Seite gekühlt (Kühlkörper erhältlich u. a. bei Conrad bzw. auf ebay, bei http://www.misch-shop.de/peltier/peltier.htm (toter Link), gibt's die Gleichen wie beim blauen Klaus, nur für die Hälfte. Bei http://www.uweelectronic.de/de/generatortypen-5.html gibt's sogar welche, die dafür gemacht sind, Strom zu erzeugen (halten 150ºC aus)). Es handelt sich dabei um einen Versuchsaufbau, das Element wird dabei mit einem Kühlkörper auf der kalten Seite auf den Ofen gedrückt und die Spannung mit einem Multimeter gemessen.

Mit Kühlkörper auf der kalten Seite (Alu-Kühlrippen zur Halbleiter-Kühlung) und ca 90°C-100°C an der Ofenkachel gibt mein Testelement beim Ansetzen ca 1 V Spannung bei ca 1 A Strom ab, die dann auf 0,6 V abfällt.

Daten Testelement:

TEC1-12730

Innenwiderstand Ri = 0,35 Ohm

Spannung U max = 15,8 Volt

Strom I max = 30 A

Kühlleistung Qc bei Dt 0 = 266,7 Watt

Temperaturdifferenz ΔT = 65 Grad Celsius

Thermische Lebensdauer = 1600 x 10 ^3

Anzahl der Thermokoppler = 127

Maximale Betriebstemperatur = 120 Grad Celsius

Abmessung = 62 mm x 62 mm x 4,3 mm

Keramikoberfläche Aluminiumoxid

Qualitativ Hochwertiges Produkt

Das Element ist rundherum mit Silikon gegen Kondenswasserbildung geschützt.


Chinesische Produktion, über ebay bei amerikanischem Webshop für € 20,- Sofortkauf( doch jetzt noch billiger)

Daten Ofen:

Schwarzwälder Transportkachelofen (Kacheln in Eisenwinkeln gehalten) ca 6 kW Leistung

Projekt:

Pro Kachel passen 3x4=12 Elemente. Zwei Kacheln bieten mit 24 Elementen ausreichend Strom, um mit ca 2 A Dauerstrom eine über einen einfachen Solarlader angeschlossene 12V Blei(Gel)Batterie zu laden. Die Elemente sollen mit Wärmeleitpaste versehen mittels eines Spannbandes über den flächendeckenden Kühlkörper (Rippen senkrecht!) auf die Kacheln gepreßt werden.

Kosten:

Ungefähr genauso wie bei einer kleinen Solaranlage in Inseltopologie, ca € 500,-

Erklärung

Ein Peltier Element benötigt für die Funktion eine Temperaturdifferenz von ca 60° C um seine volle Leistung zu bringen. Bei ca. 100°C an der Kachel und einem großen, längsgerippten Alukühlkörper auf der Seite der Ofens, wo die Außenwand ist, womöglich in Türnähe, kann im Winter durchaus ein Betrieb im günstigen Bereich erzielt werden.

Statt eines Alukühlkörpers wäre eine Aluwanne mit ca 2,5 Liter Flüssigkeit (Wasser) vorstellbar.


Ich habe auf dieser Seite speziell angefertigte Peltierelemente gefunden. Vielleicht hilft das ja einem weiter.

http://www.deltron.ch/DE/produkte/peltier/elemente/thermogenerator/thermogenerator.asp?navanchor=2110200 http://www.ebay.de/sch/i.html?_sacat=0&_from=R40&LH_BIN=1&_nkw=peltier&LH_PrefLoc=1&_sop=2

Eiswürfelofentest

Die Idee ist noch ungetestet! Was passiert wenn eine Seite eines Peltier Elementes mit Eiswürfeln gekühlt wird während die andere mit einem Ofen beheizt wird?

Meinung dazu:

Zum Testen des Leistungsspektrums des Elements vielleicht von Nutzen, nicht jedoch für den Alltagsgebrauch.

Eher könnte im Sommer bei reichlich Solarstromüberschuß und tierischer Hitze die Thermoelektrikanlage durch Umpolung und Anschluß an die Solaranlage zur Kühlung (air condition) verwendet werden...

Der Eiswürfeltest soll überhaupt erstmal ein Ergebnis liefern, bisher habe ich in noch keinem meiner Versuche auch nur die Andeutung einer Spannung gemessen. :( Für einen festen Aufbau denke ich an .,.,.,.,.,einen Heiswasser-Peltier-Tauscher. 0° kaltes Wasser von draußen und 90° warmes Wasser von drinnen. Gruss Zem 17:33, 28. Feb 2006 (CET)

weiterführende Links

Vielleicht hier was Interessantes: http://www.tegpower.com/products.html (gibts auch nicht mehr)

oder ein Video dazu: http://www.youtube.com/watch?v=dMD4GlzLPzw&feature=fvsr

Ist für Entwicklungsländer gedacht, funktioniert aber auch in Babylon!

Interessante Forendiskussion zur nutzbringenden Umsetzung des Peltierefecktes zur Stromerzeugung im Wagen. http://www.myhomeismycar.com/forum/viewtopic.php?f=9&t=389

Erläuterungen, Funktionsweise, Versuchsreihen und viel mehr über das Peltier Element: http://peltier-element.de/

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