راهکار عملی مناسب برای تولید برق از گرمای خورشید؟

[عرفان سلیم زاده]

سلام
با استفاده از یک شمع تونستم ولتاژ 2 ولت و جریان 450 میلی امپر رو از یک طبقه ترموالکتریک بگیرم! تازه منبع سردم هم رو 50 درجه بود!
امید است تا با منبع سرد اب بتونم تا 3 ولت هم تولید کنم!جریان هم طبعا بالا خواهد رفت!

[عرفان سلیم زاده]

و اینک!!!
3.6 ولت 600 میلی امپر!!!! ان هم از یک طبقه ترموالکتریک 80 وات که از جهان کیت خریداری شده!
منبع گرم شعله با سوخت پارافین!(شمع تقویت شده!)
منبع سرد شمش یخ که به صورت یک کاسه روی ترموالکتریک قرار داده شد!از خمیر سیلیکون به عنوان افزایش سطح دسترسی و کاهش مقاومت گرمایی استفاده شد!
در این روش از یک کاسه ماست خوری استیل به عنوان گیرنده گرما در منبع گرم و یک کاسه یخ در منبع سرد استفاده!
گفتنی است که ولتاژ ترمو بالاتر هم میرفت اما بخاطر محدودیت های متالوژیکی از این کار فعلا صرف نظر کردم!
به امید ولتاژ 5 ولت 1 امپر! بعد اون اموزش شارژر گوشی رو بهتون میدم!
البته نکته هم که هست اینه که اگر از چند طبقه ترمو استفاده کنیم به احتمال زیاد راندمان افزایش پیدا میکنه چون گرمایی که از منبع گرم به سمت منبع سرد در حال حرکته میتونه به جای یک ترمو از چندین ترمو عبور کنه!!!
با تشکر ببخشید نشد که عکس بگیرم انشالا دفعه بعد!

[عرفان سلیم زاده]

با گرمای شوفاژ هم تست شد!
یک طبقه ترموی 80 وات
منبع گرم شوفاژ منبع سرد هم هیتسینک الومنیومی که با دمای محیط در تماس بود!
البته بعد از 1دقیقه منبع سرد کاملا داغ میشد و ترمو به نصف توان خروجی میرسید!
ولتاژ خروجی 1 ولت و جریان هم 200 میلی امپر!

[حسین متقی]

اگه بری توی سایت اپارات و یه سرچی راجع به ترمو بکنی چیزای جالبی پیدا میکنی

[عرفان سلیم زاده]

علوم جدید رو میگی دیگه؟ اون منم! اگه بری تو پروفایلش ادرس سایت رو زدم!
اونا رو خودم از یوتیوب گذاشتم اونجا!!!

[حسین متقی]

واقعا؟!!!اونی که موتور الکتریکی با یه ملخو با گر مای دست حرکت میده هم مال توهه؟؟؟

[عرفان سلیم زاده]

نه مال من نیست!
گفتم که از یوتیوب دزدیدم بدون منبع گذاشتم اونجا!
اما طرف راه منو پیگیری کرده بود! یعنی دوتا ترمو رو گذاشته بود رو هم اگه توجه کنی!
یه ویژگی جدید هم از این ترموالکتریک ها بگم!
تقزبا تمام مبدل های ترمودینامیکی که به تبدیل حرارت به رق مشغولند ورودی و خروجی های یک طرفه دارند! درواقع نمی تونیم جای بویلر و کندانسور رو با هم تعویض کنیم!
اما ترموالکتریک ها ورودی و خروجی گرمای دو طرفه دارند! یعنی اگر جای منبع گرم و سرد رو عوض کنیم ولتاژ خروجی هم معکوس میشه!
این مزیت باعث میشه که مثلا در شب بشه جای منبع سرد رو با گرم به راحتی عوض کرد!

[عرفان سلیم زاده]

سلام
چند وقته که علاقه مندانی رو جهت استفاده از ماژول های ترموالکتریک به جای سلول های خورشیدی جهت تولید برق و اب گرم می بینم.
خود من هم علاقه مند این کار هستم چون این ماژول ها نسبت به سلول های فوتو الکتریک:
1- ارزانترند
2-کم حجم تر اند
3- می توان با تولید اب گرم راندمان رو بسیار بهبود داد

اشنایی با زیر و بم شرایطی که در ان قرار برق تولید کنیم سهم بسزایی در افزایش راندمان این ماژول ها دارند.
این شرایط رو در این تاپیک از این به بعد بررسی می کنیم.

[عرفان سلیم زاده]

خب
اولین مکانی مورد بررسی سقف خونه است.
در این مکان که معمولا رفت و امد در ان کم است به راحتی می توان با قرار دادن متمرکز کننده هایی نور و گرمای خورشید رو در نقطه ای متمرکز کرده تا از ان استفاده کنیم.
در کل به سه طریق می توان نور خورشید رو در کلکتور های نوری و گرمایی متمرکز کنیم.
1- استفاده از ذره بین: در این روش تولید برق تا 5 وات است و معمولا نمیتوان اب گرم مورد نیاز ساختمان تامین کرد.
2- استفاده از متمرکز کننده های سهموی : این روش برای تولید برق تا 100 وات و تامین اب گرم ساختمان کوچک میتوان استفاده کرد.
3- متمرکز کننده های آینه ای و دریافت کننده های مرکزی : این روش برای تولید برق تا چند کیلو وات و تامین برق مناطق مشترک در اپارتمان ها و تولید اب گرم اپارتمان استفاده کرد.

خوب است که اطلاعاتی اولیه از حرارت و نحوه انتقال ان در اجسام نکاتی را بدانیم مثلا:
انتقال گرما در اجسام و هوا به وسیله فونون ها انتقال میابد که ذراتی مجازی با ارتعاشی سینوسی هستند.
قوانین تقسیم گرما در اجسام درست مثل قوانین تقسیم ولتاژ در مدارات الکتریکی مقاومتی می باشد. به طوری که با کاهش هدایت گرمایی اختلاف دمای کمتری در بین اجسام خواهیم داشت به طبع جریان گرمایی بیشتری به منبع سرد منتقل می شود.

یعنی اگر منبع دمای 200 درجه ای باشیم و نسبت به نقطه سرد که فرضا 20 درجه است دو عدد جسم فلزی بزاریم بین هر کدام از انها حدود 90 درجه دما افت خواهد کرد یعنی یکی از ان جسم ها بین دمای 200 و 110 درجه قرار داشته و دیگری بین 110 و 20 درجه سلسیوس قرار دارد.
این نکته در تولید بهتر برق از منابع گرمایی مهم است!

ممکن است ما از تجمع نور خورشید یا احتراق مواد هیدروکربنی دمایی در حدود 500 درجه سلسیوس داشته باشیم اما ماژول های ترموالکتریک ما استقامت دمایی بیشتر از 150 درجه سلیسیوس را در نقطه گرم نداشته باشد. در این صورت برای استفاده بهینه تر می بایستی دما را در سطحی بزرگتر پخش کرده و وقتی به حد مجاز رسید با استفاده از تعداد بیشتر از ترمو الکتریک ها برق بیشتری تولید کنید.

یکی از مهمترین مشخصه های مواد ترموالکتریک "ضریب سیبک" هستش که میزان اختلاف ولتاژ را بر حسب اختلاف دما نشان میدهد.
متاسفانه مقدار این ضریب در دما های مختلف کمی متغییره!
یعنی ماژول های ترموالکتریکی که مثلا در اختلاف دمای 90 درجه 3 وات توان تولید میکند در اختلاف دمای 180 درجه 6 وات توان تولید نمی کند. بلکه ممکنه بین 4 تا 5 وات توان الکتریکی تولید کنند!
بنابر این فکر نکنید یک ماژول را هر چه در اختلاف دمای خیلی بالا قرار دهید به صورت خطی هم توان بیشتر تولید میکند. این محدودیتی است که ضریب سیبک ایجاد میکند.
را حل ساده است:
همانطور که گفتیم دما همانند ولتاژ بین ماژول هایی که بر روی هم قرار گرفتند به صورت مساوی پخش می شود.

اگر منبع دمایی بالایی در حد 200 درجه دارید میتوانید برای تولید توان بیشتر دو عدد ماژول را به صورت سری روی هم قرار دهید! در این حالت وقتی جریان گرما از منبع گرم به سمت منبع سرد می رود از دو عدد ماژول عبور کرده و هر کدام از ماژول ها اگر منبع سرد مون 20 درجه باشد در اختلاف دمای 90 درجه ای کار خواهد کرد که در این حالت راندمان میتواند تا 40 درصد با تولید اب گرم هم برسد.

[عرفان سلیم زاده]

متمرکز کننده های کلکتور مرکزی

در این تاپیک به مزایا و معایب استفاده از متمرکز کننده های خورشید با کلکتور مرکزی می پردازیم که با معماری کنونی ساختمان ها در ایران هم خوانی دارد.
در واقع اگر پشت بامی بزرگ به همراه یک عدد خر پشتک(ساختمانی که راه پله را به پشت بام متصل میکند) دارید میتوانید بر روی ان کلکتور گرمایی قرار داده و از این طریق گرمای کلی که افتاب بر پشت بام شما می تاباند را توسط اینه هایی به سمت ان متمرکز کنین که در کل نیرویی برابر با 20 تا 30 کیلو وات خواهید شد.اگر حتی با تکنیک های ترکیبی 30 درصد از این توان رو مهار کنین یک ساختمان سبز خواهید داشت!
برای اجرای کم هزینه ان می توانید از اینه های معمولی استفاده کنین تا هزینه ها کاهش یابد.
حتی می توانید یک سیستم ذخیره توان داشته باشیم تا در پاسی از شب هم توانایی تولید برق و گرمای منزل را داشته باشید.
در این مورد که گرما ایجاد شده تا 300 درجه افزایش میابد میتوان از نمک های مذاب استفاده کرد! خوبی این نمک ها این است که در اثر افزایش دما دچار انبساط حرارتی کمی می شوند که در نتیجه نیازی هم به مخازن پرفشار برای ذخیره ندارند. ولی عیبی که دارند این است که هدایت حرارتی انها پایین بوده و همین امر باعث می شود که برای تزریق حرارت به انها نیاز به سطح دسترسی بزرگی داشته باشیم. این امر با فوم های فلزی شدنی است اما هزینه نهایی را افزایش میدهد.

حال پس از ذخیره این انژی میتوانی در جهت مقصد مختلف از ان استفاده کنین مثلا تولید اب گرم یا تولید برق و حتی تغذیه یک چیلر که گرما را در زمستان و سرما را در تابستان را به ارمغان می اورد و باعث کاهش مصرف گاز خواهد شد.
در کل در کنار تولید برق اب گرم هم تولید می شود که میتوان جهت مصارف اسپژی یا غیره که به حجم زیادی از اب گرم احتیاج نیست استفاده شود.