elettricità dalle celle di peltier

[Wradipo]

Sicuramente il C è un linguaggio più gettonato del visual basic ma dovrà comunque girare sotto un sistema operativo, comprare un mac per far girare il programmino non mi sembra il caso, linux e BSD hanno tanti pregi e tanti difetti. Io uso apple da tanto tempo ma in questo caso credo che un PC da 300 euro che non si colleghi ad internet (basta non dargli i DNS) sia la soluzione migliore. Comunque questa è un'altra storia, adesso misuriamo queste benedette celle

[davidefa]

Buongiorno a tutti, ho letto ieri questo 3D ed ho deciso di fare una prova con una peltier cinese tec1-12709 ( 127 coppie, Imax 9A, Vmax 15.4, dimensioni 40mmx40mmx3.4mm ):

- ferro da stiro regolato sui 100°
- dissipatore di alluminio surplus ( non conosco le caratteristiche )
- phon ( con resistenza spenta ) puntato sul dissipatore
- temperatura ambiente 30°
- resistenza di carico da 2.2ohm sulla peltier
- voltmetro sulla peltier

ho appoggiato i componenti uno sull'altro ( è solo un test, il contatto termico è quello che è ), il tester segnava 0.9V circa, la tensione scendeva progressivamente ( il dissipatore è insufficiente e scalda ), ho ripetuto la prova più volte facendo prima raffreddare il dissipatore ed attendendo che il ferro si fosse nuovamente riscaldato, stesso risultato di 0.9V circa ( potenza 0.36W circa )
Utilizzando il software Aztec della melcor ( disponibile gratuitamente sul loro sito ) ho simulato una configurazione del genere ed i risultati sono stati 'abbastanza' in accordo ( ho selezionato una loro cella simile alla 12709 ) 1V, 0.5A, 0.6W e sopprattutto efficienza 2.1% ( impostando una resistenza termica del dissipatore di 2°C/W i risultati sono uguali ai miei, e l'efficenza scende al 1.5% ), posto qui sotto il risultato

considerazioni:
- efficenza bassa ( incrementabile aumentando il deltaT )
- potenza ottenibile per modulo bassa ( incrementabile aumentando il deltaT e soprattutto diminuendo la resistenza termica del dissipatore )
- potenze da dissipare sul lato freddo molto alte

Col software aztec ho simulato la seguente condizione ( sempre con la solita cella peltier ):
- temperature lato caldo/aria -> 130°C/30°C
- resistenza termica del dissipatore 0.5°C/W ( questo è un bel dissipatore! )

risultati:
- potenza ottenibile per cella 1.9W
- calore utilizzato ( e quindi da dissipare sul lato freddo ) 51.3W
- efficienza 3.6%

P.S. non ho la minima idea se questa cella possa sopportare queste temperature, quale sia il margine di sicurezza e quale sia la durata a queste temperature ( la melcor nel suo thermoelectric handbook dichiara che la durata delle loro celle dovrebbe essere di 200000/300000 ore, ma a 80° la durata dovrebbe ridursi a 100000 e sopra gli 80° parla di fenomeni che riducono seriamente la vita della cella; la melcor ha anche celle che dichiara per temperature fino 225° senza specificarne la durata )

[Wradipo]

Ho scaricato il software. Se è vero conviene il fotovoltaico

[andel55]

ciao davidefa e benvenuto tra di noi,

il tuo intervento è molto tecnico e raffreddante allo stesso tempo.

quindi pensi che i 10 W con delta di 100° sia una cavolata?

mmm ..... non è che mi do pace molto facilmente...grazie molte e a risentirci.

Wradipo, su con il morale. bisogna trovare un posticino su questo forum per parlare bene dei problemi di controllo sofwer ed hadwer. fammi sapere!!

PA49, la mia metà è sempre pronta.

ciao a tutti

[tamerlano]

Ho scaricato il software. Se è vero conviene il fotovoltaico

sicuramente conviene il FV , ma credo che l'obbiettivo sia quello di produrre energia recuperando calore , o meglio utilizzando calore in quei casi in cui andrebbe miseramente sprecato.

[andel55]

non solo, ma puoi produrre energia elettrica, e quanta te ne serve, solo ed esclusivamente quando serve. e non quando c'è il sole o quando c'è il vento e magari sei fuori casa!!

bravo tamerlano

sono alle prese con il softwer e non funziona grrrrrrrrrrrrr!!!!!

[Wradipo]

Ma perché sono nato schiengnziato? Quasi quasi mi do all'ippica.

Io ho scaricato il software che il nostro amico ci ha consigliato, ho fatto qualche simulazione e anche con delta di 100 °C il software da come risposta "ba scioca nanzi casa tua" per i non Manduriani, credo tutti traduzione: Il tempo di ammortamento è superiore alla vita stimata della cella.

Un altro amico mi ha mandato un messaggio privato, vi spiego molto tecnicamente il risultato delle misurazioni "nisba"

Qualcuno ha notizie positive?

[vitellozzo]

ciao ragazzi,
ho sperimentato le celle di Peltier in vendita su ebay e ci sto lavorando sopra da circa un anno. Nel forum se ne è discusso parecchio e io ho iniziato a sperimentare indipendentemente, tutte le celle di peltier cinesi e non presenti su ebay e anche quelle di recupero prodotte in america. Ne ho un centinaio e di diversa potenza. L'uso contrario delle celle vi deluderà, con una 179 w ad alta efficenza da 4 cm di lato sono riuscito a recuperare un watt di potenza. Si deve curare molto bene l'accoppiamento termico fra la faccia al caldo e la faccia al freddo. Come non va per un inezia la dissipazione di calore sul lato freddo, la potenza erogata quasi si annulla. Anch'io avevo pensato ad un sistema come quello di andel55 ma oggi mi sembra irrealizzabile per due motivi: il costo del tutto per potenze accettabili, e l'inverter per accoppiarlo all'appartamento.

[andel55]

ciao vitellozzo.....adesso mi hai proprio rovinato

comunque grazie

[vitellozzo]

non era mia intenzione. Ti dico dove sono arrivato, penso che tu sia delle mie parti. Sono in provincia di Lecce ed ho costruito una parabola con spicchi di lamiera da due metri quadri su per giù. La parabola scalda l'acqua è basta, fino ad una temperatura di 100 gradi quando va bene. La faccio passare in un tubo a sezione quadrata, sotto acqua da rubinetto proveniente da un pozzo artesiano ad una temperatura di 20 gradi che passa in un tubo a sezione quadrata. Fra i due tubi a panino sono poste le peltier. La conduttività termica è migliorata da silicone di mica. La mia intenzione era quella di fare un circuito chiuso di acqua calda con la parabola, e un circuito di raffreddamento con serbatoio per prelevare l'acqua sanitaria. Ma le Peltier non funzionano, almeno le scadenti Peltier che si vendono su Ebay. Si scaldano su entrambi i lati diventando incandescenti. Ciò mi fa presupporre che siano ottime come assorbitrici di calore ma pessime come fornitrici di corrente/tensione. In serie le Peltier si comportano come generatori di corrente, quindi, i collegamenti con un eventuale inverter commerciale sono impossibili poichè non progettati per correnti e tensioni date da 1000 o addirittura 2000 Peltier in serie. Se vogliamo anche progettarci l'inverter da soli e costruire il medesimo il tutto si complica poichè tensione/corrente sulle Peltier oscilla in una maniera incredibile.

[PA49]

Salve a tutti
sono d'accordo con Tamerlano noi cerchiamo di recuperare un po di energia dal calore che sprechiamo e per me le celle sono la soluzione migliore per ora.

Ho notato una cosa sperimentando e come dice Vitellozzo bisogna accoppiare molto bene la cella con gli elementi caldi e freddi per esempio con la pasta conduttrice e inoltre le superfici di accoppiamento devono essere molto piane in modo che la cella senta il calore e il freddo su tutte le sue superfici.
la differenza di restazioni è notevole.
Ragazzi cia hanno comperato le celle l'asta è stata chiusa.

Ciao vitellozzo

E ALLORA CHE SI FA ... . . . . . SPRECHIAMO SOLO NON RECUPERIAMO NIENTE ????

Sentie ragazzi
mi avete fatto perdere il sonno sono le 2.32 e continuo a pensare che non è possibile che non riusciamo a recuperare un po di energia??
se le celle sperimentate da Vitellozzo e sono tante non riescono a darci quello che vogliamo ( e anche io sto prendendo dopo varie prove la sua posizione ) perchè

VE LA BUTTO LA COME MI E' VENUTA

non ci mettiamo un bel motore stirling? chi se ne intende di voi? tanto da diversificare la ricerca ho visto belle cose su youtube e girano come matti sti motorini ma sono solo soprammobili ?? o si puo fare un po più grosso ??

io tanto continuo a provare ma . . . . . .

Bnotte a tutti
(spero di dormire)

[vitellozzo]

soluzione senza dubbio più efficiente, a trovarlo però un motore stirling in commercio da 3 kw che non costi un botto.

[andel55]

ciao ragazzi,

comunque vada non vi lascio!!!! siete troppo simpatici!!!

a mio avviso il problema della produzione di potenza è quella, appunto, di avere un sistema che produce tanta energia tipo 3-4 Kw. cosa ci fareste con un motore o qualsiasi generatore che produce tutta quella energia. una famiglia consuma circa 6-8 Kw al giorno. in alcuni momenti servono solo 50 w ed in altri 3 Kw ma questi sicuramente per pochi minuti. penso che per questi pochi minuti possiamo affidarci a "papà enel".

credo che bisogna trovare il sistema per produrre poche centinaia di w e a scalare da poterne usufruire all'occorrenza. quindi piccoli sistemi da poter controllare. questa mi sembra la strada da seguire.

motori stirling, troppo complicati, lasciatevelo dire in quanto di pistoni e valvole ne ho maneggiati abbastanza. un delta T troppo elevato per ottenere qualcosa, così anche per le turbine. insomma impianti troppo grossi per essere accettati ad una abitazione.

vitellozzo, sei della provincia di Lecce? sono venuto spesso in vacanza ma ormai sono 4 anni che me la sogno!!!!! sono abruzzese, vivo a L'Aquila.

di nuovo grazie per essere intervenuto con le tue sperienze ci dai uno sbalzo di un anno.

spiegami bene questa storia delle celle in serie che producono....fammi capire bene...cosa succede!!

ciao

[vitellozzo]

Le celle di Peltier emettono tanta corrente continua e hanno poca tensione ai capi. Vi metto nel mio caso. Non forzando la cella, con un delta T di 80/90 gradi, la tensione ai capi della cella va verso 1,36 volt e la corrente a quasi 1 ampere. Ora immagina di collegare le Peltier in serie, e immagina di metterne mille per avere una potenza accettabile per una casa. Ti troveresti a dover gestire una tensione e una corrente continua improponibile per qualsiasi inverter sul mercato. Quindi hai speso circa 5000 euro se va bene al kw e hai ancora la parte inverter da gestire.
Partiamo dal presupposto che io odio i pannelli fotovoltaici, perchè sono un mero trucco per far arricchire ancora i petrolieri. Una singola cella dei pannelli fotovoltaici non produrra nella sua vita utile l'energia utilizzata per la sua produzione. Visto che ancora l'energia prodotta e da fonti fossili c'è una campagna pro petrolieri. Quindi anch'io sono partito entusiasta verso le celle ma ci sono dei limiti tecnico costruttivi che mi stanno bloccando. Ora se le celle di Peltier vengono prodotte solo per l'effetto seebeck e hanno alti rendimenti rispetto a queste cinesi a pari costo la cosa è fattibile ma ora ancora no.
Spero di essermi spiegato al meglio.

[andel55]

spiegato benissimo,

si parte, quindi, che v*A=W e questi sono quelli che ci interessano. per cui, se capisco bene, mettendo in serie 11-12 celle abbiamo circa 15 V con circa 1-1,1 A quindi 15*1=15W. ci siamo?

quindi con un sistema di tubi di circa 60 cm noi abbiamo, ad esempio, ogni tubo con 11 celle in serie e, supponiamo, 7 tubi in parallelo per avere circa 100 W con la tensione di 15 Vc.

nulla di strano fin'ora....mi sembra fattibile. correggimi se sbaglio!!

il problema, giustamente come dici, potrebbe essere quello del prezzo al pezzo. tu dici che quelle costruite per l'effetto seebeck costano troppo. potresti dirmi, gentilmente, che caratteristiche hanno quelle che ci interessano e in quali parti del mondo si costruiscono, quanto costano e su quale mercato?

sapere quali sono, è si un bel vantaggio

bene fammi sapere ciao

[vitellozzo]

giusto, fino ora ci siamo. L'unico problema è il prezzo dell'impianto e le difficolta circuitali per splittare le celle fino ad arrivare a tensioni gestibili dagli inverter commerciali.

[davidefa]

- per i generatori termoelettrici:
Hi-Z Technology, Inc. ( nella brochure mostrano generatori da 1KW applicati agli scarichi dei camion )
thermalforce.de hat sich spezialisiert auf die Lieferung von Thermogeneratoren, Thermogenerator, TEG, Thermovoltaik
Thermoelectrics
Thermoelectric Peltier Device Information - Power Generators
Thermogenerator - Wikipedia, the free encyclopedia ( tra i link esterni c'è anche un generatore da 5KW )
mi chiedo quanto sia la durata di questi moduli/generatori

- per il collegamento delle celle peltier all'inverter direi che è possibile collegare diverse 'stringhe' di celle in parallelo. Es: se 1 cella genera 1.3V ed il mio inverter accetta tensioni dell'ordine di 260V posso collegare 200 celle in serie ( una 'stringa' ) e tante di queste 'stringhe' in parallelo ( ovviamente ogni stringa deve avere anche un diodo in serie. Le stringhe dovranno avere caratteristiche simili, ma questo non dovrebbe essere un problema visto che sono costituite da 200 elementi.

[IIIFurlaIII]

Partiamo dal presupposto che io odio i pannelli fotovoltaici, perchè sono un mero trucco per far arricchire ancora i petrolieri. Una singola cella dei pannelli fotovoltaici non produrra nella sua vita utile l'energia utilizzata per la sua produzione. Visto che ancora l'energia prodotta e da fonti fossili c'è una campagna pro petrolieri. Quindi anch'io sono partito entusiasta verso le celle ma ci sono dei limiti tecnico costruttivi che mi stanno bloccando.

veramente allo stato attuale si parla di un eroei tra 4 e 10 per il fotovoltaico, se tu hai fonti in contrasto con questi dati dicci quali sono.

[PA49]

Ciao ragazzi
cosi non potrebbe andare??
(vi allego l'immagine)

Cioè collegare in serie come dice Andel 12 celle per avere 15V 1A circa e poi queste sette "stringhe" in parallelo su una batteria di tipo comune e poi su un inverter molto comune e di basso costo che si trovano normalmente.

Avremo una spesa se le celle sono 84 a circa 5€ l'una =420€
mettiamoci che l'inverter per il nostro caso 300W costa circa 50€ siamo a circa 470€ con la batteria arriviamo a 530€ per avere 15V e circa 8A

Che ne dite?? se po fa?

[davidefa]

- su ogni stringa devi aggiungere un diodo ( per poterle 'tranquillamente' collegarle in parallelo e per evitare che quando le celle non producono abbastanza energia la batteria si scarichi sulle celle )
- serve un regolatore di carica per non sovraccaricare le celle ( il regolatore di carica si può omettere se la corrente di carica non supera il 3-4% della capacità della batteria ed in questo caso è consigliabile una batteria a ridotta manutenzione con rabbocco periodico dell'acqua evaporata )

[PA49]

Ciao devidefa si è giustissimo
ma per la spesa che mi dici?

[andel55]

ciao ragazzi,

davidefa, scusa dell'incompetenza ma con il softwer non riesco a fare niente.

pensi che i dati tecnici delle celle che hai postato della "tellurex" siano reali?
pensi che le temperature che indicano siano fisse oppure solo indicative e quello che interessa sia solo il delta T? come reagisce la simulazione?
praticamente bisogna sapere solo i prezzi all'osso!!

ho visto che metti anche quelli tedeschi che parlano di 10 A ma....bisognerebbe contattarli!!

sicuramente diodi e regolatore di carica.........

PA49, si ....quello che intendevo, non capisco perchè parlano di tensioni così alte. scusate dell'ignoranza ma gli inverter che si usano per il fotovoltaico lavorano con quelle tensioni?

un appello per tutti quelli che hanno per le mani una cella; vi siete posti questo problema? (vedi figura). come avete risolto? chiaramente ho esagetato!!!


praticamente si rischia di credere di lavorare con delta T 100° ma in effetti si ha solo 78°

fatemi sapere ciao

[davidefa]

per il costo non mi pronuncio, occorre valutare bene l'energia producibile da 1 singola cella ( nonchè la sua durata ), mi sembra comunque molto alto

- io 'decodificherei' i dati tellurex nel seguente modo:
1) la tensione indicata di 2.8V è la tensione massima, a vuoto ( senza carico applicato ), per una cella a 127 coppie dovrebbe essere intorno a 2,9V ( immagino che i materiali siano sempre quelli )
2) per la potenza penso abbiano indicato la potenza massima 'generata', la potenza massima 'estraibile' dovrebbe essere circa la metà ( la potenza 'estraibile' dovrebbe essere massimizzata applicando un carico pari alla resistenza interna, in questo caso metà della potenza 'generata' viene dissipata sulla resistenza interna, e metà viene fornita al carico esterno e questa è la potenza 'estraibile' )

- l'importante è il deltaT, anche se i valori dipendono anche dai valori assoluti delle Tfredda e Tcalda, in pratica però questi valori mi sembrano quasi obbligati ( mi sembra difficile scendere sotto i 30/40° per il lato freddo e pericoloso salire sopra i 150° per il lato caldo )

- le tensioni massime di ingresso degli inverter sono generalmente alte, i sunny boy 1100/1700 hanno come tensione max 400V ( per l'inseguimento del punto di massima potenza 139V-320V )

- per minimizzare le perdite da te evidenziate bisogna minimizzare gli spessori e le resistenze termiche dei materiale ( usare buoni conduttori )

P.S. per il software melcor inserisci i valori di temperatura lato caldo e freddo, il valore di resistenza termica del dissipatore sul lato freddo ( per il raffreddamento a liquido io inserirei un valore molto basso es 0,1 o meno ) per tensione e corrente inserisci i valori che vuoi ottenere, ora clicchi in un punto vuoto ed avviene l'elaborazione, in basso a destra selezioni il grafico, al centro a sinistra selezioni la cella, in basso a sinistra i risultati numerici, i valori decimali vanno scritti con la virgola

[andel55]

veramente ottimo ma questo mi sembra che complichi un pò tutto

grazie e ciao

[PA49]

Ciao Andel vedo che sei in linea
Si è parlato di tensioni altissime per creare un generatore con le peltier e non di recuperare come vuoi fare tu.
Comunque Vitellozzo mi sembra che ha piu esperienza di tutti noi sulle celle
perche non ne indica qualche d'una per poter condividere i dati??

[tecnonick]

Ragazzi, una cella di peltier può tirare nelle migliori delle ipotesi anche il 5%, ma questa tipologia di cella non è la classica che si trova invendita, infatti è priva di parti ceramiche, ha gli elementi interni a vista, offre molta corrente ma poca tensione, infatti utilizza elementi molto grossi per ridurre la resistenza, però sono pochi, tipo 20-30 per cella. Questa tipologia di celle è stata impiegata per costruire un generatore di corrente che sfrutta i gas di scarico di un camion, tuttavia queste celle acquistate direttamente in cina hanno un prezzo che varia da 10 a 15 dollari watt, le celle normali si trovano anche a 4-5 dollari watt, alla fine non è conveniente utilizzarle, se non dove non esiste proprio alcuna alternativa.

Consiglio mio: lasciate perdere.... tempo e soldi che non si recuperano.

[vitellozzo]

Ok, vedo che tutti ci siamo messi d'accordo che con il prezzo non ci siamo ancora. Però spremendo le meningi qualcosa di buono viene fuori.

Dispongo di 32 pezzi di Peltier 127 watt e 21 da 195 watt. Quelle da foto reperibili su ebay. Vi posto i dati riportati per la 195 watt

Elementi	Imax	Vmax	/\Tmax	R(ohm)	Tmax°	Freddo(watt)	Caldo(watt)	Dimensioni
161	10	19,3	62	1,44	125	134,2	60,8	45×45×3.2

e per la 127 watt

Elementi	Imax	Vmax	?Tmax	R(?)	Tmax°	Freddo(watt)	Caldo(watt)	Dimensioni
71	15	8.5	60	0.48	125	83.1	44.4	40x40x3.3

poi le peltier tipo americano sono 18 e le sto utilizzando in serie per una applicazione i cui risultati finali ve li potrò solo fotografare più in là.

Sono disponibile per domande e idee su come utilizzarle al meglio.

[andel55]

ciao ragazzi, scusate ma mi sto godendo due giorni di mare!!!

non ho visto bene ma quegli inverter penso che siano per sincronizzarsi con i 50 herz dell'enel.

io effettivamente pensavo uno tipo quello che diceva PA49. metterei un paio di contattori a monte del quadro e quando la richiesta era superiore alla ipotetica produzione veniva scambiata l'alimentazione. (sto proprio cotto!!!!)

certo che per ogni parola che mettiamo in questo impianto ci vogliono 100 €

vitellozzo certo che vogliamo sapere come funzionano al meglio, anzi visto che ci stiamo facci vedere anche una foto della tua parabola.

ciao

[frankowsky]

Salve a tutti sono appena iscritto al forum e questa discussione mi ha attirato, mi era già passata per la mente un progetto del genere (e lì era restato)

(oltre ad averne letto un esempio in un racconto di Arthur C. Clarke)

Sono studente di fisica e ho già usato e studiato i principi delle termocoppie e dell'effetto Seebeck (o Peltier) e avrei un dubbio:
Nel collegare in serie più celle che abbiano il lato "caldo" alla stessa temperatura, come negli esempi visti, si creerebbe sia effetto Seebeck nelle saldature sia efferro Thompson nei collegamenti, che andrebbero a timinuire la tensione d'uscita effettiva.
Avete gia relizzato serie di celle? E' effettivamente sensibile quest'effetto?

So che in ambito di microelettronica vengono costruite "termopile" costituite da più termocoppie in serie, ne sapete qualcosa di più?

Curiosità: già sulle sonde Voyager erano equipaggiati generetori termoelettrici a radioisotopi che generavano 470W di potenza a 30V DC (produzione oggi scesa all'80%)

[barney09]

Date un occhiata qui:

Power Chips plc

sarebbe interessante conoscere i prezzi





Se avete bisogno di aiuto per la realizzazione di software in VB contattemi in PM.