DIY热电发电机：工作原理及制作方法

热电发电机侧剖面

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这些天来，世界各地的很多人都接受了绿色能源收集。为什么？简单的！它通过环境中的浪费或不同能源提供电力。有趣的是，该系统在没有电池或电网连接的情况下完成了所有这些工作。它的一些能源和热源包括热能、太阳能和无线电频率。也就是说，热电能量收集技术是一种能源——属于绿色类别。它利用塞贝克效应将温度梯度变为电能。那么，您是否热衷于学习如何构建强大且可靠的能源生产转换器？也就是说，在热量消散的地方发电？那么，如果您考虑制作 DIY 热电发电机会有所帮助。

在本文中，我们将向您介绍 TEG、如何制作 TEG 的详细步骤等等。

让我们开始！

什么是 TEG？

热电发电机图

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TEG 或 Peltier 发生器是一种固态半导体器件。事实上，它将设备层之间的热差变为电能（或有价值的直流电源）。

此外，不要将热电冷却器与 TEG 混淆，这一点至关重要。毕竟，它们都具有相同的组件。事实上，当您向设备施加电压时，热电冷却器会产生电流。最终变成了热电器件。

因此，来自热量的电流会激发珀尔帖效应。因此，产品将热量从冷侧转移到热侧。但是热电发电机有助于消除或增加热量，特别是对于固态设备。此外，它还带有两种不同的半导体材料，可用于塞贝克效应。

什么是塞贝克效应？当您使 TEG 经受其反面的温差时，它可以帮助 TEG 开始产生电能。当 TEG 的配置内部结构使用一些掺杂的 p 和 n 半导体时，就会发生这种情况。

我们将在本文后面详细讨论它。

热电发电机如何工作？

在我们深入了解热电发电机的工作原理之前，了解它们的结构至关重要。

TEG 的构建

TEG通常有两种特殊的半导体P型和N型，每种半导体具有不同的电子功率密度。也就是说，您可以从热放置交替的半导体柱（p 型和 n 型）开始。

支柱应该对齐。也就是说，柱子应该是电串联的。有了这个，您可以在每一侧使用导热板来连接两个支柱。

这里的提示是选择陶瓷导电板 - 如果您不想添加另一个绝缘体。因此，当您向半导体的自由端施加电压时，电流将流过双金属结。

因此，您会注意到热能差异，这不是偶然的例外。此外，带有冷却板的装置部分会吸收热量（热排气烟道），然后将其移动到设备的另一侧。

热电发电机工作原理

热电发电机利用塞贝克效应工作。当半导体经历电荷载流子在内部移动时，就会发生这种效应。但是你拥有的电荷载体将取决于你使用的半导体类型。

例如，电荷载流子是掺杂的 p 型半导体中的空穴和 n 型中的电子。也就是说，从半导体的热端来看，电荷载流子往往会扩散。结果，设备的一端会积聚各种形式的能量电荷。

放射性同位素热电发电机

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因此，积聚将产生与半导体温度差成正比的电压电位。

什么是塞贝克效应

当导电材料由于温度范围差异在两点之间产生电动势时，就会发生塞贝克效应。因此，您可以将电动势称为热电或塞贝克电动势。

此外，塞贝克系数是指温度范围差与电动势之间的比率。然后，热电偶可帮助您测量两种不同模块设计材料之间两端（热和冷）的电位差。

此外，电位差与温度差（冷端和热端）成正比。但是，这种效果的缺点是它需要极端的温差。

这是系统的难点，因为设备一侧的多余热量会加热另一侧。因此，它可能会损坏TEG并产生零电。

因此，为了保持最佳响应，只有 TEG 的一侧应该是热的，而另一侧应该放松。

DIY 热电发电机

DIY 热电发电机

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以下是构建 DIY 热电发电机所需的物品清单：

• 蜡烛 (10)
• 铝盘 (1)
• TEC (8)
• 绝缘胶带 (1)
• 焊锡丝 (1)
• 铝板 (1)
• X-acto 刀 (1)
• 乐泰 (1)
• 稳压器 (1)
• 烙铁 (1)
• 热电浆料 (1)

步骤

第 1 步 - 固定并焊接热电冷却器

首先使用尺子确认 TEC 的尺寸（约 40 x 40 毫米）。然后，使用您的 8 TEC。但是如果你想要更大的电流和电压，你可以使用 10。因此，使用 8 TEC，铝托盘的底座应该是 160 x 80 毫米。

当您使用它时，请确保您的底座是平坦的。这样，很容易粘合您的 TEC，让您获得温度梯度。接下来，您可以使用绝缘胶带将要安装 TEC 的区域绝缘。

然后，在空白面涂上一些导热膏。当您使用它时，将 TEC 的字母朝上粘贴。有了这个，你会看到电线成对（红色和黑色）。除了TEC的4号黑线和8号红线外，焊接其他电缆。

换言之，TEC 8 和 4 应该保持松动。然后，您可以通过将 TEC 5（黑线）焊接到 TEC 1（红线）来完成循环。

当你在这里完成这个过程时，在焊点上再放一些绝缘胶带。这样，焊接问题就不会与其他表面接触。

第 2 步 - 创建您的展台

在这一步中，您需要考虑铝托盘的高度，即 50 毫米。考虑到这一点，添加约 5 毫米的 TEC 厚度。那么TEC和蜡烛火焰之间的距离可以达到15mm。

计算如下：

• 蜡烛 + 火焰 =30mm
• 铝盘高度 + TEC 厚度 =(50 + 5) =55mm
• TEC 和火焰之间的间隙 =15 毫米
• 整个支架高度 =100 毫米

考虑到这一点，请确保您的铝板约为 430 x 100 毫米。

第 3 步 - 为您的稳压器构建支持

您可以通过切割铝条来做到这一点，尺寸可以是 30 x 250mm。然后，继续铺边。

因此，边缘应完美贴合铝制托盘侧面。之后，通过胶合三个软木塞来支撑支架。有了这个，您可以将电压调节器直接粘在软木塞上以进行绝缘。

第 4 步 - 将 TEC 线连接到稳压器

通常，黑线是负的，而红线是欢快的。因此，如果您测量 TEC 8 和 4 之间的电压，则会产生负电压。因此，这意味着由于您最初焊接 TEC 焊盘的方式而导致极性反转。

因此，您必须将 TEC 焊盘反向连接到稳压器。

此外，由于 TEC 在温差下工作，因此请使用铝板。当你在它的时候，弯曲边缘。

这样，您的 TEC 将从蜡烛中获得更多热量。并且您的铝（160 x 120 毫米）应覆盖 TEC 板之外。然后，用一些导热胶将铝粘在 TEC 上并让它干燥。

第 5 步 - 测试

根据您的基地可以支持的数量添加尽可能多的蜡烛。然后，点燃蜡烛，修好你的托盘。

之后，加入一些水和冰块——让你的水更凉爽。更冷的水可以转化为更多的能量。有了这个，你会注意到连接到你的电压调节器的 LED 上的灯。因此，显示屏上的电压将开始增加。

之后，您可以等待大约两分钟让设置稳定下来。之后，按下电压调节器按钮。因此，您的滤波器将只允许 5V 通过稳压器。

总结

只要您按照本文中的操作进行操作，就可以构建 DIY 热电发电机。此外，制造这种免费能源设备是朝着正确方向迈出的一大步——尤其是如果你是“绿色倡导者”。此外，它还可以帮助您轻松地将温度转换为电能。

那么，您如何看待 TEG？您在设置设备方面需要帮助吗？随时联系我们。我们很乐意提供帮助。