2014年09月27日
温度差発電の自作モデル2
こんな物を作ってました。
発電部 30mm角ペルチェ2段重ねを2並列 計4個
冷却部 Intel バルクCPUファンセット(ジャンク 250円 DC12V 0.12Aファン付)
遮熱は100円均一で買ってきたSUSの鍋蓋
コレを利用して、蒸気熱による発電を試みた。
またペルチェは電圧優先で全て直列配線とした
(これは誤りの可能性もあり、後日2直2並列も確認する)
「結果」
沸騰した湯の上面100℃で外気28℃程度、温度差約70℃の環境下では
DC+4.0V(後日配線と構造を改良して+5Vも超えた)の
発電が行え、装着された空冷ファンによる自立冷却での発電が行えた。
しかし、発熱量に対して冷却が追い付かず、熱量飽和により電圧が低下し冷却ファンが停止
発電電圧が低下を始めた為、急遽実験を中止した。
(発熱側が水蒸気であれば、加熱を続けても
発電部分に損傷は無いが、実験に意味が無い為の中止)
(飽和確認し停止直後のフィンを触ると40℃~50℃と高温になっており
放熱が追い付かなかった事が確認された。)
「原因の予想」
使用していたCPU用ファンと放熱フィンは、低電圧のIntel CPU用であり
今回の実験のような100℃の「熱」を放熱するに十分な性能が無かったのではないか?
その為、放熱力が不足し、飽和したものと考える。
(しかし、市販製品のバイオライトなどは、もっと小さいファンとフィンで効率的に
運用ができている・・・そこの差を考える必要はある。)
「対策と今後」
対象が絶対100℃およびその前後程度の発熱で有れば
それに十分な放熱性能を持ったフィン、ファン、または両方で有れば
より良い発電が可能であると考える。
構造と配線を少し変更したら、解放電圧で5.04Vまでは向上して
DC/DC無しでも5V出力可能になったが、電流は4mAで足りない。
もっと、十分な温度差を確実に作れれば・・・
発電部 30mm角ペルチェ2段重ねを2並列 計4個
冷却部 Intel バルクCPUファンセット(ジャンク 250円 DC12V 0.12Aファン付)
遮熱は100円均一で買ってきたSUSの鍋蓋
コレを利用して、蒸気熱による発電を試みた。
またペルチェは電圧優先で全て直列配線とした
(これは誤りの可能性もあり、後日2直2並列も確認する)
「結果」
沸騰した湯の上面100℃で外気28℃程度、温度差約70℃の環境下では
DC+4.0V(後日配線と構造を改良して+5Vも超えた)の
発電が行え、装着された空冷ファンによる自立冷却での発電が行えた。
しかし、発熱量に対して冷却が追い付かず、熱量飽和により電圧が低下し冷却ファンが停止
発電電圧が低下を始めた為、急遽実験を中止した。
(発熱側が水蒸気であれば、加熱を続けても
発電部分に損傷は無いが、実験に意味が無い為の中止)
(飽和確認し停止直後のフィンを触ると40℃~50℃と高温になっており
放熱が追い付かなかった事が確認された。)
「原因の予想」
使用していたCPU用ファンと放熱フィンは、低電圧のIntel CPU用であり
今回の実験のような100℃の「熱」を放熱するに十分な性能が無かったのではないか?
その為、放熱力が不足し、飽和したものと考える。
(しかし、市販製品のバイオライトなどは、もっと小さいファンとフィンで効率的に
運用ができている・・・そこの差を考える必要はある。)
「対策と今後」
対象が絶対100℃およびその前後程度の発熱で有れば
それに十分な放熱性能を持ったフィン、ファン、または両方で有れば
より良い発電が可能であると考える。
構造と配線を少し変更したら、解放電圧で5.04Vまでは向上して
DC/DC無しでも5V出力可能になったが、電流は4mAで足りない。
もっと、十分な温度差を確実に作れれば・・・
ゼーベックの発電量データですがモジュールによって結構変わります。
40mm角で耐温度 +230℃品だと
A温度差60℃ (Cold 50℃) 変換効率 2.39%
B温度差120℃ (Cold 50℃) 変換効率 4.08%
C温度差180℃ (Cold 50℃) 変換効率 4.97%
発電量:無負荷電圧:負荷電圧
A 1.19W:3.27V:1.86V
B 4.17W:6.48V:3.65V
C 7.95W:9.43V:5.25V
これが1枚での数値になります。
二重や二枚の場合、場合は比例します。
2重x4列だと最大64Whの発電が可能な計算ですが
安定して温度差を作り続けれられる方法が有れば?の話です。
蒸気熱発電や熱水発電なら常時温度差70度くらいは狙えますが
効率も低いし発電量も少ない・・・安定的なのは良いですけどね。
沸点が220℃の媒体が有れば解決かもしれませんけど、圧力とか
温度管理が必要なのは構造が複雑化してNGですし
個人で作るバイナリー発電システムは中々難しいですね。
2重x4並列でも約20分で3.17Whは発電できるので、調理中にスマートフォンの
充電は可能かもしれませんけど、エネルギー効率がかなり低い。
複合発電にしても効率的かどうか
40mm角で耐温度 +230℃品だと
A温度差60℃ (Cold 50℃) 変換効率 2.39%
B温度差120℃ (Cold 50℃) 変換効率 4.08%
C温度差180℃ (Cold 50℃) 変換効率 4.97%
発電量:無負荷電圧:負荷電圧
A 1.19W:3.27V:1.86V
B 4.17W:6.48V:3.65V
C 7.95W:9.43V:5.25V
これが1枚での数値になります。
二重や二枚の場合、場合は比例します。
2重x4列だと最大64Whの発電が可能な計算ですが
安定して温度差を作り続けれられる方法が有れば?の話です。
蒸気熱発電や熱水発電なら常時温度差70度くらいは狙えますが
効率も低いし発電量も少ない・・・安定的なのは良いですけどね。
沸点が220℃の媒体が有れば解決かもしれませんけど、圧力とか
温度管理が必要なのは構造が複雑化してNGですし
個人で作るバイナリー発電システムは中々難しいですね。
2重x4並列でも約20分で3.17Whは発電できるので、調理中にスマートフォンの
充電は可能かもしれませんけど、エネルギー効率がかなり低い。
複合発電にしても効率的かどうか
!! オススメ !!
ミックスのヘッドセット
DIY Antimatter ScopeSwitch 的なヤツ
OKいい感じ
こういう構造なら?
寸法の確認 ピカティニーのNATOの図面で出力
外径8.55mm内径6.05mm用のM14-1.0Lアダプター440C
DIY Antimatter ScopeSwitch 的なヤツ
OKいい感じ
こういう構造なら?
寸法の確認 ピカティニーのNATOの図面で出力
外径8.55mm内径6.05mm用のM14-1.0Lアダプター440C
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ご無沙汰しております。
過去、コメントさせて頂いた桜井です。
私も試作品の実験を済ませ、
熱飽和で泣かされました(^^;
私もバイオライトについて考えていたのですが、
あれは先に電池でファンを回してから燃やすみたいですね。
ということは、吸熱しているところを冷やしに行くというよりは、
先に放熱側をしっかりさせてから少しだけ熱を持っていくというやり方な気がします。
本年も色々と勉強させてください。
よろしくお願いいたします。
こちらは今サーマルカメラを取り寄せていますので
それを使えば、断熱状況や何処が高温なのか?など
視覚的にも分かるようになると思うので
今後の炉やストーブなどの設計に利用したいと思います。
全力で燃焼させたウッドストーブの
1600℃までの熱を吸収できるゼーベック部があれば
良いのですが、半導体で大きな熱エネルギー(熱差エネルギー)を
吸収させるのは難しいかも知れません。
折角ストーブの燃焼効率を上げても吸熱が十分ではないと…