seebek

[beerladen]

ho letto in una discussione sugli stirling questa frase.
ho cercato in giro nel forum ma non ho visto nulla.
é possibile costuire un pannello seebek? e come?


Riguardo all' effetto SEEBEK...mi hai tolto "i tasti di mano" in quanto stavo per nominarlo!

In teoria un pannello seebeck si può fare con un cartone e filo di rame e ferro... il problema è che ha una resa veramente culo!

Ma se c'è tanto calore disponibile e poca energia richiesta...

[ElettroRik]

CITAZIONE (beerladen @ 15/12/2005, 20:00)

ho letto in una discussione sugli stirling questa frase.
ho cercato in giro nel forum ma non ho visto nulla.
é possibile costuire un pannello seebek? e come?


Riguardo all' effetto SEEBEK...mi hai tolto "i tasti di mano" in quanto stavo per nominarlo!

In teoria un pannello seebeck si può fare con un cartone e filo di rame e ferro... il problema è che ha una resa veramente culo!

Ma se c'è tanto calore disponibile e poca energia richiesta...

Seeback

E' il Peltier al contrario....

Fai un pannello fatto di Celle Peltier, scalda un lato e raffredda l'altro e... avrai un generatore.

P.S. 20/30€ ogni modulo 5cm x 5cm da 50Watt

Edited by ElettroRik - 16/12/2005, 13:10

Ciao,

pensavo che costruire generatori per effetto seebeck potesse essere applicato solo per scopi didattici.Io ho costruito un generatore con acqua calda/ghiaccio per la tesina delle medie
Allora se ricordo bene quanto studiato per la tesina quando due metalli differenti a e b sono collegati saldamente a entrambe le estremità, ad esempio mediante saldatura, e se queste estremità sono esposte a temperature differenti T1 < T2, si genera una tensione termica. Ciò è dovuto al fatto che ogni variazione di temperatura provoca una ridistribuzione degli elettroni tra i vari livelli energetici. La variazione della tensione termica con la temperatura è detta forza termica ed è dell'ordine di 10-5 V/K. Questo effetto fu scoperto nel 1821 dal fisico Thomas J. Seebeck( mi raccomando non Seeback ma SEEBECK ) per questo motivo si parla anche di effetto Seebeck.
Nel 1938, il fisico Jean Charles Peltier scoprì il fenomeno inverso dell'effetto Seebeck.
Confermo i rendimenti proposti da elettrorik.

Edited by Dareus - 17/12/2005, 18:37

Ciao,

sono riuscito a reperire una foto del sistema. ( quello della mia tesina ):
Tra le due placche di rame è inserito un componente Seebeck/Peltier che trasforma il flusso di calore dovuto alla differenza di temperatura fra ghiaccio e acqua calda in una differenza di potenziale elettrico che può generare una corrente (effetto Seebeck). Se si pone una placca di rame su un corpo freddo e l’altra su un corpo caldo, la corrente fa girare il motore ( ultimamente ci sono in commercio degli orologi che sfruttano la differenza di temperatura fra polso e aria ). Ad esempio si può utilizzare un accumulatore di freddo per borsa termica e un bicchiere con acqua calda. Se invece si collegano le placche di rame a delle pile, si ottiene l'effetto Peltier e una diventa calda e l’altra fredda.



Questo è uno scemino di effetto Seebeck.

A presto

[beerladen]

ok o capito il funzionamento ma si riesce a fare in casa qualcosa che funziona?
mi riferisco al discorso :basta cartone filo di rame e, ferro.
davvero é possibile?

[ElettroRik]

QUOTE (beerladen @ 18/12/2005, 20:50)

ok o capito il funzionamento ma si riesce a fare in casa qualcosa che funziona?
mi riferisco al discorso :basta cartone filo di rame e, ferro.
davvero é possibile?

Ciao.
Ti ho già risposto:

Costo 20/30 euro
Potenza di un modulo 5cm x 5cm x 4mm: 54W
Tensione di lavoro: 12 - 15 Volt
Max temp lato caldo: 70°C

Puoi metterne diversi in serie, meglio evitare il parallelo.

L'unica cosa che non so (contrariamente a quanto attribuitomi da Dareus) è il rendimento. Basta provare.

Edited by ElettroRik - 19/12/2005, 00:45

Ciao,
concordo con quanto scritto da Dareus ed Elettrorik. C'è poco spazio per una sperimentazione domestica sul Seebek ai fini della produzione di energia elettrica.
Meglio utilizzare una cella di Peltier, il cui rendimento reale però è molto basso: 5% max.
Per questo motivo, se sperimenti, fai molta attenzione alle potenze applicategli.
Ciao, Hike

Salve!
E' possibile utilizzare un sistema basato su Seebeck/Peltier come accumulatore?
Peltier in accumulazione, Seebeck in erogazione.

O forse i rendimenti sono talmente ridicoli che non conviene neppure provarci?
Saluti!

[ElettroRik]

CITAZIONE (Nove^3 @ 19/12/2005, 11:09)

O forse i rendimenti sono talmente ridicoli che non conviene neppure provarci?

Appunto...

Ciao elettrorik,

scusa ho letto male ciò che hai scritto e ho fatto confusione
Comunque ripeto che non credo che
l'effetto seebeck sia applicabile per produrre energia.Nel mio modellino riusceva a stento a accendere il motore!se qualcuno di voi è un provetto orologiaio può provare a fare un orologio con l'effetto Seebeck...

Edited by Dareus - 19/12/2005, 14:53

Me lo immaginavo.

[Furio57]

Ciao a tutti
Ragazzi troppe chiacchiere inutili dando informazioni errate e poca sperimentazione!
Guardate QUI. Sostituiscono un alternatore in un camion, con un generatore a celle seebeck da 1KWATT!!!

Salutoni e Buon Natale
Furio57

Edited by Furio57 - 20/12/2005, 01:24

[ElettroRik]

CITAZIONE (Furio57 @ 20/12/2005, 01:19)

Ciao a tutti  
Ragazzi troppe chiacchiere inutili dando informazioni errate e poca sperimentazione!
Guardate  QUI. Sostituiscono un alternatore in un camion, con un generatore a celle seebeck da 1KWATT!!!

Salutoni e Buon Natale
Furio57

Ciao Furio57,

mi sa che stavolta hai postato un po' troppo in fretta...
72 elementi Peltier HZ-14 (non so quanto costano, ma a naso direi 10€ l'una, fanno 720€) per un aumento di, dice il tuo link, "3-5 HP" ???
Su un camion da min. 300HP?

E ti pare un buon rendimento l'1%? Sì, tutto fa, per carità.... ma se ci metti il lavoro e tutto il resto... mah!

A me sembra invece che le nostre chiacchiere ci abbiano preso in pieno....

Ricambio gli Auguri !

Edited by ElettroRik - 20/12/2005, 10:07

[ElettroRik]

CITAZIONE (hike @ 19/12/2005, 09:51)

Ciao,
concordo con quanto scritto da Dareus ed Elettrorik. C'è poco spazio per una sperimentazione domestica sul Seebek ai fini della produzione di energia elettrica.
Meglio utilizzare una cella di Peltier, il cui rendimento reale però è molto basso: 5% max.
Per questo motivo, se sperimenti, fai molta attenzione alle potenze applicategli.
Ciao, Hike

Hey, un momento....

sono appena "inciampato" qui:
http://www.hebeiltd.com.cn/peltier.datashe.../TEC1-12730.pdf

una bella Peltier formato JUMBO!!!

Ma... per il rendimento... Se Imax=30A e Vmax = 16V Pmax povrebbe essere c.a. 480Watt, che è la potenza elettrica max assorbita.
Ora, se i datasheet dichiarano Qmax = 285Watt di potenza termica massima, il rendimento dovrebbe essere 285/480 = c.a. 60% ! ! !

Il che non è poi così malaccio... non che cambi il ragionamento che stavamo facendo, ma... quasi quasi ci si fanno delle belle unità P.d.C. supersilenziose!


... a meno che il rendimento in funzionamento inverso seebeck sia molto più basso... ma non vedo perchè...

Edited by ElettroRik - 20/12/2005, 10:28

Tmax 50C-Delta Tmax 79 C =- 29C???

[ElettroRik]

CITAZIONE (Nove^3 @ 20/12/2005, 10:56)

Tmax 50C-Delta Tmax 79 C =- 29C???

il lato freddo va sottozero, è normale.

Ok!
Che fosse possibile lo sapevo, ma che fosse normale no.
Meglio cosi'.
Bisognerebbe poterlo provare al contrario non come peltier ma come seebeck.
Forse a quel punto si potrebbe pensare ad un un uso come accumulatore (naturalmente per scopi specifici!).
Se avesse un rendimento anche solo del 30% (comparabile con il rendimento di un motore termico) si potrebbe usare aria compressa come fonte fredda e il solare termico come fonte calda, ad occhio in questa maniera si potrebbe aumentare il rendimento elettrico da fonte solare.
Si utilizzerebbero sbalzi termici a bassa temperatura!
La cosa forse si fa interessante...

Edited by Nove^3 - 20/12/2005, 11:30

Ciao Nove, Elettrorik.
Non voglio "freddare" il vs. entusiasmo, ma i dati che riporta il datasheet postato sono da leggere così:
Se alimento la cella con 16V e 30 Amp ottengo un delta di 68°C, ma a patto di tenere il lato caldo a 25°C oppure limitando la dissipazione di questo a 257 W.
Credo che sia questa la lettura da dare a quei dati e purtroppo da questi numeri non è possibile calcolare il rendimento della cella.

Ho fatto delle sperimentazioni qualche mese fà sulle peltier perchè dovevo raffreddare, il più velocemente possibile e nel più breve spazio, un filo che scorreva dopo la cottura in un forno, il tutto all'interno di una macchina industriale.
Per raggiungere la temperatura target ho dovuto aumentare, rispetto al previsto, il numero delle celle e diminuire la velocità di scorrimento del filo.
Dando un occhiata al valore di potenza specifica della cella HB questa ha circa 7 W/cm^2 che è tipico delle celle della sua potenza, non mi pare nulla di speciale.

Sono pochi i costruttori che dichiarano il rendimento della cella e quando lo fanno è dietro richiesta. Confermo che siamo nell'intorno del 5%.

Ciao, Hike

[ElettroRik]

CITAZIONE (hike @ 20/12/2005, 12:19)

Ciao Nove, Elettrorik.
Non voglio "freddare" il vs. entusiasmo, ma i dati che riporta il datasheet postato sono da leggere così:
Se alimento la cella con 16V e 30 Amp ottengo un delta di 68°C, ma a patto di tenere il lato caldo a 25°C oppure limitando la dissipazione di questo a 257 W.
Credo che sia questa la lettura da dare a quei dati e purtroppo da questi numeri non è possibile calcolare il rendimento della cella.

Ho fatto delle sperimentazioni qualche mese fà sulle peltier perchè dovevo raffreddare, il più velocemente possibile e nel più breve spazio, un filo che scorreva dopo la cottura in un forno, il tutto all'interno di una macchina industriale.
Per raggiungere la temperatura target ho dovuto aumentare, rispetto al previsto, il numero delle celle e diminuire la velocità di scorrimento del filo.
Dando un occhiata al valore di potenza specifica della cella HB questa ha circa 7 W/cm^2 che è tipico delle celle della sua potenza, non mi pare nulla di speciale.

Sono pochi i costruttori che dichiarano il rendimento della cella e quando lo fanno è dietro richiesta. Confermo che siamo nell'intorno del 5%.

Ciao, Hike

Grazie Hike, sei stato chiarissimo.
Non c'é nulla di meglio delle prove empiriche quando sono fatte correttamente.

Scusa ma non mi e' chiaro il significato di quei 257W.
Sono i W che devo fornire o sono i W che raffreddo? Io credo si riferisca al raffreddamento infatti c'e' un Q che indicherebbe calore.

Che tipo di celle usavi tu?
Per raffreddare un filo ti servivano celle strette e lunghe...

Ciao a tutti.
Nove, i 275 Watt devi intenderli a deltaT=0.
Le celle che usavo erano custom di importazione americana (anche se temo fossero prodotte in un qualche stabilimento cinese).
Erano a 40 coppie Bismuto-Tellurio, strette e lunghe per un totale di circa 30 cm. Sostituiscono una guida di acciaio altrimenti lunga circa 2.5m, indurita al carburo e con specifica finitura superficiale.

Vi allego diagramma di una delle migliori celle sul mercato in termini di prestazioni.



Ciao e buon Natale a voi se non dovessimo più sentirci !!
Hike

OK!
Grazie e buon Natale!

CITAZIONE (Furio57 @ 20/12/2005, 01:19)

Ciao a tutti
Ragazzi troppe chiacchiere inutili dando informazioni errate e poca sperimentazione!
Guardate QUI. Sostituiscono un alternatore in un camion, con un generatore a celle seebeck da 1KWATT!!!

Salutoni e Buon Natale
Furio57

Moderiamo i toni per favore, le nostre non sono "chiacchiere inutili".

[ElettroRik]

QUOTE (hike @ 20/12/2005, 14:21)

Ciao a tutti.
Nove, i 275 Watt devi intenderli a deltaT=0.
Le celle che usavo erano custom di importazione americana (anche se temo fossero prodotte in un qualche stabilimento cinese).
Erano a 40 coppie Bismuto-Tellurio, strette e lunghe per un totale di circa 30 cm. Sostituiscono una guida di acciaio altrimenti lunga circa 2.5m, indurita al carburo e con specifica finitura superficiale.

Vi allego diagramma di una delle migliori celle sul mercato in termini di prestazioni.



Ciao e buon Natale a voi se non dovessimo più sentirci !!
Hike

Mah, Hike, più ci penso meno il "tornio mi conta".

275Watt sono termici, è la potenzxa max della cella.
In merito al rendimento, 5% significherebbe che da una cella Peltier da 50Watt potrei ricavare solo 2,5Watt termici.. mi pare un po' troppo poco, no?

Se le usano nell'overclocking per abbassare la temperatura di un P4 che su per giù dissipa 70Watt termici, se davvero la peltier fosse 2,5 watt non smuoverebbe la temperatura di un acca.

Guarda che mi sa che il conto giusto è quello che facevo prima.... almeno in modo Peltier.
Se poi usandola come elettrogeneratore termico seebeck sia molto meno, non saprei, ma non vedo ragioni per un'assimmetria.

Edited by ElettroRik - 20/12/2005, 23:32

Il conto e' un po' complicato.
Prova a cercare peltier su google.com.
Quella potenza termica trasferita si ha a fine curva quando la differenza di temperatura e' 0.
Non ho ancora ben capito nemmeno io la cosa, ma temo abbia ragione hike.
Mi riprometto di fare maggiori accertamenti. (maledetta quella volta che ho tolto fisica tecnica dal piano di studi!)


Edited by Nove^3 - 20/12/2005, 23:48

[ElettroRik]

CITAZIONE (Nove^3 @ 20/12/2005, 23:46)

Il conto e' un po' complicato.
Prova a cercare peltier su google.com.
Quella potenza termica trasferita si ha a fine curva quando la differenza di temperatura e' 0.
Non ho ancora ben capito nemmeno io la cosa, ma temo abbia ragione hike.
Mi riprometto di fare maggiori accertamenti. (maledetta quella volta che ho tolto fisica tecnica dal piano di studi!)

Allora,
non mi sbagliavo, tutto sommato. Mi tornerebbe il grafico di Hike se le ordinate avessero un x 10, ma così è davvero misero....

Ho trovato questo, anche se è in francese si capisce bene: http://www.seem-semrac.fr/ktp_acro/B-cep.pdf
In particolare in rete si parla di Cop compresi tra 0.3 e 0.7 = 30%-70%, ma molto dipende dalle condizioni di isolamento tra le facce e dalla Rt dei dissipatori usati.

Vale il discorso che la potenza max non corrisponde al COP max, questo sì:


Edited by ElettroRik - 21/12/2005, 10:25

CITAZIONE (Nove^3 @ 20/12/2005, 23:46)

Il conto e' un po' complicato.
.......
Mi riprometto di fare maggiori accertamenti. (maledetta quella volta che ho tolto fisica tecnica dal piano di studi!)

Ciao.
Corretto Elettrorik. Sapevo che non ti sarebbero tornati i conti. Ha ragione Nove, la cosa è un pò più complicata, ma non molto visto che siete del mestiere. Il grafico che ho postato prima non è errato, provo a spiegarmi e scusate se mescolo teoria a pratica.

Tecnicamente il dato di targa pari a 275W è chiamato Qmax@deltaT=0. Significa che è la quantità di calore equivalente massima che la peltier può rimuovere a differenza di temperatura zero quando il lato caldo è mantenuto a 300K (circa 26°C).
La cella è a tutti gli effeti un pompa di calore statica, se il dispositivo da raffreddare dissipa 50W e la cella consuma 200W, sul lato caldo tu devi essere pronto a smaltirne per 250W circa (sono numeri buttati lì).
Per questo è impensabile una applicazione pratica della peltier senza un dissipatore sul lato caldo.

Il dato indicato con DTmax è la max diff. di temperatura misurabile tra i due lati della cella quando questa è alimentata alla Imax e Vmax, ma senza che vi sia applicato nessun carico termico. Il DTmax è sempre riferito al lato caldo che è a 300Kelvin. In realtà tale dato è virtualmente impossibile da raggiungere e serve solo come indicatore standard dell'abilità di raffreddamento del modulo.

Tornando alla efficienza di una macchina. Tecnicamente è il rapporto tra quanto da questa ottengo a fronte di quanto vi spendo. Però la peltier è una pompa di calore ed il termine efficienza è usato raramente perchè è possibile muovere una quantità di heat power maggiore della equivalente potenza di ingresso. Più corretto parlare di COP.
Il COP dipende dalla potenza impegnata, dalla quantità di calore da rimuovere (heat pump) e dalla differenza di temperatura che si vuole raggiugere. Tipicamente il COP raggiungibile è compreso tra 0.25 e 0.75, ma può essere molto di più, anche >1 se la cella "pompa" quando la differenza di temperatura è positiva, quando cioè il corpo da raffreddare è a temperatura maggiore di quella ambiente.
Vi allego un grafico (lo avevo in archivio non chiedetemi link, non ricordo da dove l'ho preso) dove il COP di una Peltier è in relazione al rapporto I/Imax per differenti DT/DTmax.



La corretta applicazione di una Peltier non è semplice è richiede un minimo di attenzione. Vi sono in giro delle applicazioni, in particolare del settore del modding ed overclocking che sono addirittura pericolose o che come minimo, fanno storcere il naso.
Spero di non aver aumentato il livello di confusione.
Vi saluto,
Hike

Edited by hike - 21/12/2005, 11:16

[ElettroRik]

CITAZIONE (hike @ 21/12/2005, 11:08)

Il COP dipende dalla potenza impegnata, dalla quantità di calore da rimuovere (heat pump) e dalla differenza di temperatura che si vuole raggiugere. Tipicamente il COP raggiungibile è compreso tra 0.25 e 0.75, ...

Perfetto. Ora questo mi torna. Qui parliamo di 25%....75%. Era il 5% che avevi indicato inizialmente che non mi quadrava. Quel grafico 'efficiency' aveva dei valori in ordinata troppo bassi...

CITAZIONE

ma può essere molto di più, anche >1 se la cella "pompa" quando la differenza di temperatura è positiva, quando cioè il corpo da raffreddare è a temperatura maggiore di quella ambiente.

Questo è chiaro, in tal caso basta ragionare ipotizzando la cella spenta (o meglio, cortocircuitata): si comporta come un conduttore di calore passivo, lasciandolo fluire dal corpo caldo all'ambiente che è a temp più bassa.

Si Elettrorik.
Voi prima chiedevate l'efficienza e l'efficienza della cella è inferiore al 5% (per intenderci il grafico è da leggere così come indicato e non X10).
A secondo del contesto di applicazione avrai COP anche >1, ma tieni sempre presente che il dispositivo è, di suo, un gran divoratore di energia.
Ciao, Hike

[ElettroRik]

CITAZIONE (hike @ 21/12/2005, 11:43)

Si Elettrorik.
Voi prima chiedevate l'efficienza e l'efficienza della cella è inferiore al 5% (per intenderci il grafico è da leggere così come indicato e non X10).
A secondo del contesto di applicazione avrai COP anche >1, ma tieni sempre presente che il dispositivo è, di suo, un gran divoratore di energia.
Ciao, Hike

Allora mi sa che devo capire cos'è l'efficienza e che differenza c'é col COP....