Как из тепла получить электричество: Как добыть электричество из тепла без турбин

Как добыть электричество из тепла без турбин

Попытки приспособить феномен термо-ЭДС для получения электричества предпринимались неоднократно. Соответствующие устройства, называемые термоэлектрическими конверторами, довольно активно разрабатывались в течение последних 50-ти лет и даже нашли свое применение в некоторых областях промышленности. Однако для массового производства электроэнергии они явно непригодны. Во-первых, КПД подобных преобразователей не поднимается выше 7%, в то время как у паровых турбин это показатель достигает 20%. А главное — эффективной термопаре требуются редкие металлы — висмут, теллурий, платина и др. Это обстоятельство делает термоэлектрические конверторы очень дорогими и весьма непрактичными устройствами.

Однако специалисты из Калифорнийского университета сумели получить эффект термо-ЭДС с помощью искусственно синтезированной органической молекулы, соединяющей два металлических проводника. По мнению ученых, это означает настоящий прорыв в преобразовании тепла в электричество: органика очень дешева и проста в производстве. В ходе экспериментов ученые соединяли пары золотых проводников через прослойки из трех различных органических соединений — бензен-дитиола, дибензен-дитиола и трибензен-дитиола. Затем один из проводников начинали нагревать для создания разницы в температурах. На каждый градус разницы исследователи регистрировали рост напряжения в 8,7 мкВ для первого, 12,9 мкВ для второго, и 14,2 мкВ для третьего соединения, соответственно. Максимальная разница температур, достигнутая в ходе тестов, составила всего 30О по Цельсию.

«Эти цифры могут показаться не слишком значительным, однако они вполне доказывают правильность нашей концепции. Органическое термоэлектричество сделало свой первый шаг,» — заявил Прамод Редди (Pramod Reddy), один из участников исследования. В ближайшее время ученые намереваются протестировать ряд других органических соединений и металлов, чтобы добиться более выраженного эффекта термо-ЭДС.

Термоэлектрический генератор – конвертируем тепло в электричество термогенератором

Я расскажу как получить электричество из тепла и как построить своими руками термоэлектрогенератор средних размеров, который можно использовать в походах и на открытой природе, а также просто так, для зарядки электронных устройств, посредством зарядки перезаряжаемых батарей от любого источника огня. При использовании ракетной печи или походной печки и газа для более быстрого сгорания, сгенерируется больше энергии.

Термоэлектрический генератор идеально подходит для выживания в случае стихийных бедствий, поскольку позволяет производить электроэнергию из легкодоступного источника — огня. Солнечную энергию можно получить только днем, а сбор лунного света неэффективен и требует создания дорогой линзы, энергию ветра возможно получить не в любой день. Огонь — это мощный и опасный источник энергии, поэтому будьте осторожны при использовании устройства и остерегайтесь горячей части радиатора и т.д.

Шаг 1: Необходимые детали

1. 1х Элемент Пельтье (термоэлектрический преобразователь)
2. Алюминиевый радиатор среднего размера (я достал свой из старого ПК)
3. Толстый электрический кабель двух цветов (опционально)
4. Входные и выходные разъемы/гнезда, предварительно купленные или изготовленные (для ввода и вывода энергии) (опционально)
5. Проектный корпус, частично теплозащищенный, если возможно. Используйте изоляционный материал, металл, фольгу и т.д. (опционально)
6. Термопаста (опционально), алюминиевая фольга (желательно)
7. Резак для резки тонких металлов
8. Ножницы по металлу
9. Разные отвертки (для закручивания винтов корпуса и входов/выходов)
10. Разные винты и болты (для крепления металлических пластин и радиатора)
11. Паяльник и припой (опционально) для надежного крепления
12. Аккумуляторная батарея низкой или средней мощности (для подзарядки)
13. Термоусадочные трубки для защиты проводов от тепла (необходимо)
14. 1х блокирующий диод, чтобы предотвратить обратную зарядку.
15. 2 алюминиевые банки (металлическая пластина)
16. Толстая медная проволока
17. Цифровой мультиметр

Все, что отмечено как опциональное, не обязательно к сборке термогенератора, но будет полезным, например корпус для аккумулятора и блокирующий диод.

Шаг 2: Конструирование

Построить корпус и тепловой генератор электричества довольно просто.

Во-первых, отрежьте от алюминиевых банок дно и крышку и разрежьте получившиеся куски пополам. Сложите 4 куска вместе и, прижав, вырежьте отверстия в углах для гаек. Прижмите листы гайками. Основа для устройства готова.

Если имеется термопаста, намажьте её на радиатор и основу, используя старую кредитку. Вам нужен квадрат размером с элемент Пельтье для выработки электричества. Поместите элемент Пельтье холодной стороной к радиатору, а горячей к алюминию. Проверить стороны можно подключив модуль к двум батареям 1.5v и потрогав каждую из сторон.

Нужно положить модуль между радиатором и алюминиевыми листами и немного вдавить в термопасту. Теперь, используя плоскогубцы, нужно обернуть медную проволоку вокруг выпирающих частей радиатора и под болтами на алюминиевой основе. Это соединит радиатор, основу и элемент Пельтье друг с другом. Основной блок сделан.

Шаг 3: Тестирование теплогенератора

Я использовал для теста термоэлектрического генераторного модуля одну маленькую свечку внутри оловянной банки, покрытой изоляционной лентой и подставку из металлического корпуса компьютерного вентилятора. В зависимости от количества тепла, мощность будет медленно подниматься и продолжать расти до заданного напряжения.

Также на эффективность влияет охлаждение радиатора, в холодный день радиатор будет остывать быстрее. К устройству могут быть подключены топливная или ракетная печь, этим можно заряжать аккумуляторы или электронные устройства.

На самом деле эта вещь не подходит для повседневного использования, поскольку элемент Пельтье рано или поздно сломается и сделает устройство неэффективным.

В любом случае, оно может использоваться для получения электроэнергии в походе, при экстренных случаях и т.д.

Смотрите видео для тестов и показаний напряжения и скорости его подъема. Тест дома с питанием от свечки. Второй тест с маленькой печкой, в котором видно, что если непрерывно подавать топливо, то за 3-4 минуты можно зарядить батарею или две.

Файлы

Шаг 4: Улучшения

Возможные следующие модернизации устройства:

1. Добавьте еще одну ячейку Пельтье чтобы удвоить выход напряжения.
2. Подключите Joule Thief или несколько для небольшого увеличения напряжения.
3. Используйте более качественные теплопроводные материалы, больший радиатор и более толстую алюминиевую или медную плиту в качестве основы.
4. Можно качественнее закрепить ячейку Пельтье при помощи медной проволоки или термопасты, что улучшит перенос тепла.
5. Используйте ракетную печь вместо открытых источников огня. Жар ракетных печей локализован, что будет эффективнее заряжать устройства.
6. Используйте несколько связанных друг с другом устройств, соединив их последовательно над источником огня, чтобы увеличить выход напряжения.
7. Можно улучшить термоизоляцию на проводах, фольге и изоляционной ленте (ракетные печи, как правило, немного плавят провода)
8. Сделать запас компонентов и деталей (если что-то сломается или прогорит, всегда можно будет починить устройство)

Как получить электричество из раскалённого металла?

Можно ли запасать энергию, разогрев вещество до очень высокой температуры – порядка 2000°C? Каковы были бы преимущества такой технологии? И какие проблемы стоят на пути её разработки? Ответы на эти жгучие вопросы пытаются найти учёные из этой металлургической лаборатории в Норвегии.

Необходима тщательная подготовка при работе с жидким сплавом, нагретым до 1700°C. Учёные, занятые в этом европейском исследовательском проекте, стремятся выяснить, можно ли получать электричество из тепловой энергии, когда металл раскалён до столь высоких температур. В данном опыте используется железо с добавками кремния и бора.

Учёный-материаловед Мерет Тангстад из Норвежского научно-технического университета поясняет:

– Мы начали с тех материалов, у которых наибольшая разница в энергии в жидком и твёрдом состоянии. Это, пожалуй, главный эффект, который мы изучаем. Он важен, потому что позволит нам запасать очень большую энергию в очень маленьких объёмах.

При таких температурах процесс теплопередачи смещается от проводимости или конвекции к излучению. Но процедура должна быть предельно эффективной, надёжной, стабильной и безопасной, чтобы исключить несчастные случаи, технические сбои и потери энергии. Поэтому необходимо вести мониторинг в реальном времени.

– При высоких температурах всё реагирует со всем, – говорит Наталия Собчак из Польского исследовательского литейного института. – И каждая из этих реакций может вызвать огромные изменения свойств контейнера, он даже может треснуть. В идеале мы ищем условия, которые гарантировали бы контролируемые химические реакции в процессе плавления.

Здесь, в Мадриде, ведутся дополнительные исследования по разработке первых готовых к использованию систем. Учёные рассчитывают, что их работа вскоре позволит создать недорогую тепловую электростанцию, где энергия, полученная из устойчивых источников, будет храниться в системах скрытого накопления тепловой энергии, которые смогут снабжать электроэнергией потребителей.

– Мы можем запасать от одного до двух киловатт-часов на литр, – поясняет Алехандро Датас из института Солнечной энергии. – Это примерно в 10 раз больше, чем позволяет обычная электрохимическая батарея. Вся энергия, которая производится в процессе плавления – это нерастраченная энергия. Она сохраняется в тепловой форме.

Для достижения такого результата, исследователи хотят добиться наибольшей степени преобразования накопленного тепла в электричество. А для этого требуется обратить особое внимание на электроны.

– Когда некий материал достигает определённой высокой температуры, он выделяет электроны, – говорит Даниэль Мариа Трукчи, электроинженер из CNR-ISM. – Наша задача – обеспечить эффективное высвобождение этих электронов при не слишком высокой температуре. Тогда мы сможем добиться максимального преобразования тепловой энергии в электричество. Электроны становятся транспортёрами электричества.

Уже готов первый прототип, который должен продемонстрировать осуществимость всей концепции. В нём используется мало материалов, что упрощает сборку и сокращает затраты на дальнейшее обслуживание. Если испытания пройдут успешно, учёные намерены представить свою разработку на рынке.

– Преимущество небольших систем, которые мы разрабатываем, состоит в том, что за счёт объёма продаж мы сможем увеличить производство и значительно повысить нашу производительность, – поясняет Алехандро Датас. – В краткосрочной перспективе, лет примерно через пять, мы рассчитываем выйти с этой новой технологией на рынок.

Почти идеальное использование фотонов: как получить электричество из «лишнего» тепла

Исследователи из Мичиганского университета создали термофотоэлектрический (TPV) элемент, который рассчитан на работу совместно с недорогим накопителем тепловой энергии. Такая TPV ячейка будет интересна коммунальным службам и организациям, занимающимся созданием масштабных хранилищ энергии. Кроме того, устройство может найти применение в беспилотных летательных аппаратах

, космических зондах и системах децентрализованного тепло- и электроснабжения. А также оно подходит для получения электричества из отработанного тепла.

Термофотоэлектрический элемент подобен солнечной батарее, но для выработки электроэнергии использует свет не от солнца, а от нагретого тела (излучателя). Разработка американских ученых представляет собой TPV ячейку с фотоэлементами из арсенида галлия-индия с воздушным зазором. Она может превращать в электричество большую часть основного светового спектра от излучателя. При этом ее коэффициент отражения составляет 99%, то есть она является почти идеальным зеркалом.

Благодаря такой высокой отражающей способности эффективность преобразования энергии на термофотоэлементе превышает 30% при использовании в качестве излучателя поверхности из карбида кремния с температурой 790 °C.

Для сравнения, у большинства существующих TPV элементов коэффициент отражения составляет 95%, а эффективность лишь немного выше 20%. При этом для нормальной работы им необходим излучатель с температурой от 538 до 1370 °C.

Основная проблема TPV ячеек состоит в том, что многие фотоны, испускаемые излучателем, обладают очень низкой энергией. Они относятся к внеполосному спектру, то есть фотоэлемент не способен преобразовать их в электричество.

Однако ученые нашли способ вернуть такие фотоны обратно в излучатель, чтобы унесенная ими энергия не пропадала. Для этого исследователи разместили под тонкопленочным фотоэлементом металлическое зеркало, а зазор между ними заполнили воздухом.

Зеркало изготовили путем нанесения на кремниевое основание тонкого слоя золота. К нему приварили тонкие полосы из золота, поверх которых закрепили фотоэлемент. Такая конструкция дает возможность легко регулировать величину воздушного зазора, от которой напрямую зависит эффективность отражения фотонов, путем изменения толщины полос золота.

Добавление отражающего слоя и воздушного моста более чем в четыре раза снижает количество фотонов, не поглощаемых фотоэлектрическим элементом, смягчает требования к характеристикам фотоэлемента, что делает возможным применение более дешевых материалов, и позволяет снизить температуру излучателя без потери эффективности. В дополнение ко всему инновационная разработка открывает широкие возможности развития термофотоэлектрической энергетики.

Читайте также: Солнечные батареи с гарантией в 50 лет – реальность. Violet Power рассказала о перевороте в отрасли ВИЭ

Источник: nature. com

А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Российские учёные придумали, как недорого преобразовывать тепло человеческого тела в электричество

Преобразование бросового тепла от всевозможных источников в электричество остаётся заветной целью множества учёных коллективов во всём мире. Сегодня тепло рассеивается в окружающем пространстве, тогда как науке давно известны способы получения электричества в ходе химических реакций с нагревом. В изучении таких реакций далеко продвинулись российские физики, которые вчера предложили самую недорогую на сегодня термоэлектрическую технологию.

Источник изображения: НИТУ «МИСиС»

Как сообщается на сайте НИТУ «МИСиС», российские исследователи в составе международного научного коллектива представили новую экономичную электрохимическую ячейку на углеродной ткани. Именно в этом заключается главная экономия. Вместо обычно задействованных для изготовления термоэлектрохимических ячеек (термоячеек) углеродных нанотрубок, чья цена всё ещё очень высока, российские учёные предложили использовать в качестве электродов углеродную ткань с модифицированной поверхностью. Это на порядок дешевле, чем использовать нанотрубки.

Источник изображения: НИТУ «МИСиС»

Отметим, в комментариях часто путают термоячейки с термоэлементами Пельтье. Термоячейки работают на эффекте Зеебека и создают течение электрического тока при разности температур, а термоэлементы переносят энергию при прохождении электрического тока — создают разность температур. Ожидается, что термоячейки станут священным Граалем для съёма температур до 100 °С. Например, они обещают оказаться перспективными для преобразования тепла тела человека в электричество для питания носимой электроники.

Российские физики предлагают использовать в качестве термоячейки элементы с электродами из углеродной ткани с покрытием из титана и оксида титана с жидким электролитом на основе ферри- и ферроцианида калия.

В такой ячейке под воздействием тепла происходят восстановительно-окислительные реакции, в ходе которых вырабатывается ток.

Источник изображения: НИТУ «МИСиС»

По сравнению с классической ячейкой с солевым мостиком и корпусом типа монетной ячейки новая разработка показала рост производительности до 25,2 мВт/м², а также КПД в 1,37 %. Кажется мало? Но рекордный КПД в сфере термоячеек всего 3 % и для достижения такого результата необходимы электроды из нанотрубок с наночастицами платины. Электроды, предложенные российскими физиками с коллегами из Нигерии и ряда российских вузов, выходят намного дешевле. Дальнейшая работа будет нацелена на повышение КПД и выходной мощности перспективных термоячеек.

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Ученые разрабатывают одежду, которая умеет генерировать электричество

Представьте, что ваша футболка могла бы заряжать ваш телефон во время утренней пробежки. Звучит, как фантастика, но на самом деле это вполне реально — главное, надеть правильную футболку.

Ученые разрабатывают одежду, которая умеет генерировать электричество

Вероника Елкина

Исследователи Малагского университета и Итальянского технологического института разработали футболку, которая может вырабатывать электричество за счет разницы между температурой тела ее владельца и окружающей среды. Она может превращать тепло, которое выделяет ваше тело во время пробежки, ходьбы или занятий спортом, и разницу между этим теплом и более прохладной температурой воздуха в тепловую энергию.

Тепловая энергия окружает нас повсюду — ее вырабатывает солнце, когда нагревает атмосферу, и конфорка, нагревающая кастрюлю с водой. Есть и избыточное тепло — то есть, неиспользуемое тепло, которое выбрасывают в атмосферу машины, электрические процессы и даже люди. Все это неиспользуемое тепло можно превратить в тепловую энергию.

Для использования такого тепла нужен термоэлектрический эффект, который позволяет конвертировать разницу температур в электрическое напряжение. Если подключить два проводника и нагреть один из них, то электроны начнут перемещаться к холодному концу, создавая ток. Некоторые материалы могут быть проводниками и превращать разницу температур в энергию. Футболка, разработанная исследователями, делает именно это — собирает тепло, исходящее от тела, которое контрастирует с температурой воздуха, и производит из него электричество.

Обычно термоэлектрические материалы собирают излишки тепла, производимые автомобилями или промышленными процессами. Самые распространенные материалы, которые используются для превращения тепловой энергии в электрический ток, являются довольно редкими и не слишком безопасны для окружающей среды (например, теллур — материал, по редкости не уступающий золоту и платине). Такие материалы очень дорогие, жесткие и ядовитые, поясняет Хосе Алехандро Хередия, работник кафедры молекулярной биологии и биохимии в Малагском университете и один из авторов проекта. Поэтому они не подходят для создания одежды.

Фото: Малагский университет

Хередия и другие исследователи хотели создать «гибкий, биоразлагаемый и пригодный для носки материал, который способен генерировать электричество просто за счет разницы между температурой тела и окружающей среды». Поэтому они использовать дешевую замену популярным материалам, например, углеродные наночастицы.

Нужно было как-то прикрепить этот материал к частицам — для этого исследователи взяли томатную кожуру. «Можно сказать, это биологический клей, — объяснил Хередия. — Кроме того, кожура представляет собой дешевые отходы пищевой промышленности. Так что мы даем им вторую жизнь».

В итоге у исследователей получился раствор из кожуры томатов и углеродных наночастиц, который можно распылить на обычную футболку и получить «электронную ткань». Тестирование показало, что раствор неплохо выдерживает стирку, но в будущем ученые сделают улучшенную версию, которая сможет пережить полный цикл стирки и глажки.

Чтобы показать работу электронной ткани исследователи прикрепили к футболке провода с помощью электропроводной ленты. В итоге футболка смогла включить светодиод. Пока что ткань не может хранить вырабатываемую энергию, но исследователи собираются решить в будущем эту проблему.

«Мы считаем, что такую ткань можно использовать для выработки электричества в экстремальных ситуациях (например, в космосе или на военных заданиях), — говорит Хередия. — Но, возможно, если ее доработать, то электронной ткани найдется применение в индустрии моды». В ткань можно встроить дополнительные элементы — например, лампочки, сенсоры и Wi-Fi.

Исследователи разрабатывают способ, с помощью которого электронная ткань будет заряжать мобильные телефоны или светиться. Такая технология может пригодиться в сфере носимых устройств, обеспечивая питание медицинским сенсорам, умным часам и слуховым аппаратам. Термоэлектрическая ткань, способная охлаждать тело владельца, может использоваться для создания спортивной одежды, офисной мебели и даже автомобильных кресел. Исследователи шутят, что однажды из такой ткани можно будет сделать даже нечто вроде костюма Железного человека.

Источник.

Найден новый способ превращения тепла в электричество

Уже достаточно давно человечество умеет превращать один вид энергии в другой. Скажем, при сжигании угля образуется тепло, которым можно обогревать наши дома, а в двигателе внутреннего сгорания автомобиля углеводородное топливо в виде бензина преобразуется в энергию, позволяющую автомобилю ехать. Но прогресс не стоит на месте и ученые регулярно находятся в поисках новых способов получения энергии, о которых мы вам сообщаем на сайте и в нашем Телеграм-канале. Так, совсем недавно команда экспертов из США представила новый способ превращения тепла в электричество. И он, надо сказать, весьма экстравагантен.

Наука предоставляет массу способов получения энергии. Порой из таких источников, о которых мы даже не догадывались

Как превратить тепло в электричество

По сообщению редакции издание EurikAlert, которое ссылается на исследование опубликованное в журнале Science Advances, группа ученых из Университета штата Огайо придумала, как улавливать тепло и превращать его в электричество. Причем использовать для этого можно любой источник тепла: от рассеивающегося тепла от промышленных установок и до выхлопов автомобилей.

Благодаря нашему открытию мы потенциально сможем более эффективно использовать ресурсы и получать больше электрической энергии из тепла, — сказал соавтор работы Джозеф Хереманс, профессор механики и аэрокосмической техники, занимающийся также исследованиями в области нанотехнологий в Университете штата Огайо. До сих пор никто не думал, что что-то подобное в принципе возможно.

В основе открытия лежит явление электромагнетизма (которое известно достаточно давно). Простой пример: когда одна сторона магнита нагревается, другая сторона остается холодной и наращивает свой потенциал. Из-за нарастания потенциала появляется избыток энергии, который можно преобразовать в электричество. Но есть одна проблема. Магниты при нагревании «теряют магнитную силу» и размагничиваются поэтому грубо говоря, для создания электричества из тепла магнит можно использовать «лишь один раз».

Читайте также: Tesla представила очень мощные модульные батареи для хранения солнечной энергии

Тут на помощь приходят парамагнетики. Парамагнетики — это вещества, которые намагничиваются под воздействием магнитного поля, но при этом не теряют после прекращения воздействия эту, грубо говоря, «магнитную силу». И, что важно, парамагнетики устойчивы к воздействию тепла. Но и тут есть проблема: парамагнетики по сравнению с обычными магнитами «очень слабые» и до сегодняшнего дня считалось, что они не способны вырабатывать энергию.

Мы обнаружили, что это не совсем так. Мы нашли новый способ создания термоэлектрических полупроводников на основе парамагнетиков. Традиционные термоэлектрические системы, которые появились около 20 лет назад, слишком неэффективны и дают нам слишком мало энергии.

Совместив парамагнетики с полупроводниками, ученые создали интересное устройство: с одной стороны парамагнетики могут, нагреваясь и охлаждаясь, генерировать энергию. С другой стороны — полупроводниковые материалы позволяют использовать полученную энергию. Как заверяют ученые, электричество можно как запасать в обычных аккумуляторных батареях, так и сразу же пускать на питание электронных устройств и компонентов.

Под направленным воздействием магнитного поля парамагнетики приобретают магнитные свойства

Исследователи уверены, что их разработка может пригодиться именно на промышленном производстве, где потери рассеивающегося тепла довольно высокие и в таких масштабах установка по преобразованию тепла в электричество покажет наибольшую эффективность. Например, при переплавке стали отходящее тепло можно использовать для питания различных установок завода, что снизит конечную стоимость продукции.

Постройте термоэлектрический генератор, подобный тем, которые используются для миссий в глубоком космосе

Как вы можете видеть по вольтметру, я получаю 1,2 милливольта. Это немного, но кое-что. (Если вам интересно, масса на горячей пластине прижимает соединение медь-сталь вниз для обеспечения хорошего контакта).

То, что вы видите, – это эффект Зеебека (названный в честь Томаса Зеебека). Два разных металла вместе при двух разных температурах могут создавать электрический ток.Эффект более выражен при большей разнице температур, и некоторые комбинации металлов работают лучше, чем другие, но вот он, ваш термоэлектрический генератор.

На самом деле, вы можете сделать генератор лучше, используя полупроводник вместо двух разных металлов, но двухметаллический вариант построить намного проще. Вот демонстрация полупроводника. Устройство зажато между двумя алюминиевыми ножками, одна ножка находится в горячей воде, а другая – в холодной. Выход из устройства идет в небольшой электродвигатель сверху.

Итак, как это работает? Почему из-за разницы температур (для разных металлов) возникает электрический ток? Я не буду вдаваться в подробности полной истории , так как это займет слишком много времени. Но вот мой суперкороткий ответ: у электрического проводника есть свободные заряды, которые могут перемещаться (в некоторой степени). Когда вы прикладываете электрическое поле, эти заряды перемещаются и создают электрический ток. Обычно мы думаем об этих зарядах как об электронах, но это может быть что-то еще. Если вы возьмете металл и сделаете один конец горячим, а другой – холодным, электроны на горячей стороне будут иметь больше энергии и двигаться дальше.Эти более горячие электроны распространяются, и на холодном конце электроны имеют меньше энергии. Степень разделения заряда зависит от конкретного металла.

Теперь возьмем другой металл с двумя концами при разных температурах. Но поскольку этот металл отличается от первого, у него будет другое разделение заряда на горячем и холодном концах. Когда эти разные металлы соединяются вместе, они образуют батарею – не очень хорошую батарею, но все же это как батарея. И бум – вот и твой термоэлектрический генератор.

Если вы думаете о создании термоэлектрического генератора для питания вашего дома, у меня плохие новости. Эти вещи очень неэффективны. Чтобы извлечь из них что-то полезное, нужны довольно большие перепады температур. Однако есть и хорошие новости. Эти термоэлектрические генераторы не имеют движущихся частей. Отсутствие движущихся частей означает, что они маленькие и довольно надежные. И поэтому они используются в некоторых космических кораблях (например, «Вояджер», «Кассини» и др.). Чтобы изменить температуру, космический корабль будет использовать радиоактивный источник, который остается очень горячим – вот и все. Так работает ваш радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ). Это как скрепка и генератор из медной проволоки, только лучше.

Улавливание тепла, которое иначе было бы потеряно – ScienceDaily

Международная группа ученых выяснила, как улавливать тепло и превращать его в электричество.

Открытие, опубликованное на прошлой неделе в журнале Science Advances , может способствовать более эффективному производству энергии из тепла в таких вещах, как выхлопные газы автомобилей, межпланетные космические зонды и промышленные процессы.

«Благодаря этому открытию мы сможем производить больше электроэнергии из тепла, чем мы делаем сегодня», – сказал соавтор исследования Джозеф Хереманс, профессор механической и аэрокосмической инженерии и выдающийся ученый в области нанотехнологий в Университете штата Огайо. . «Это то, о чем до сих пор никто не думал, что это возможно».

Открытие основано на крошечных частицах, называемых парамагнонами, – битах, которые не совсем магниты, но несут некоторый магнитный поток. Это важно, потому что магниты при нагревании теряют свою магнитную силу и становятся парамагнитными.Поток магнетизма – то, что ученые называют «спинами» – создает тип энергии, называемый термоэлектричеством с увлечением магнонов, то, что до этого открытия нельзя было использовать для сбора энергии при комнатной температуре.

«Когда-то считалось, что если у вас есть парамагнетик и вы его нагреете, ничего не произойдет», – сказал Хереманс. «И мы обнаружили, что это неправда. Мы обнаружили новый способ разработки термоэлектрических полупроводников – материалов, преобразующих тепло в электричество. Обычные термоэлектрики, которые у нас были за последние 20 лет или около того, слишком неэффективны и дают нам слишком мало энергии, поэтому они не очень широко используются.Это меняет это понимание ».

Магниты являются важной частью сбора энергии из тепла: когда одна сторона магнита нагревается, другая сторона – холодная сторона – становится более магнитной, создавая вращение, которое толкает электроны в магните и создает электричество.

Парадокс, однако, заключается в том, что когда магниты нагреваются, они теряют большую часть своих магнитных свойств, превращая их в парамагнетики – «почти, но не совсем магниты», как называет их Херманс. Это означает, что до этого открытия никто не думал об использовании парамагнетиков для сбора тепла, потому что ученые считали, что парамагнетики не способны собирать энергию.

Однако исследовательская группа обнаружила, что парамагноны выталкивают электроны только на одну миллиардную миллионную долю секунды – достаточно долго, чтобы парамагнетики могли стать жизнеспособными сборщиками энергии.

Исследовательская группа – международная группа ученых из штата Огайо, Университета штата Северная Каролина и Китайской академии наук (все они являются равными авторами в этой журнальной статье) – начала тестирование парамагнонов, чтобы выяснить, могут ли они при правильных обстоятельствах , произвести необходимый отжим.

По словам Херманса, они обнаружили, что парамагноны действительно производят спин, который толкает электроны.

И это, по его словам, может сделать возможным сбор энергии.

Аспирант штата Огайо Юаньхуа Чжэн также является автором этой работы. Исследование проводилось в партнерстве с дополнительными исследователями из Окриджской национальной лаборатории Министерства энергетики США при поддержке Национального научного фонда, Управления научных исследований ВВС США и США.С. Министерство энергетики.

История Источник:

Материалы предоставлены Государственным университетом Огайо . Оригинал написан Лаурой Ареншилд. Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Новый способ производства электроэнергии из тепла

Вы когда-нибудь слышали о парамагнонах? Возможно, нет, но на них стоит еще раз взглянуть – по крайней мере, так думают исследователи из Университета штата Огайо. В новом исследовании, опубликованном в журнале Science Advances , международная группа ученых из штата Огайо, Университета штата Северная Каролина и Китайской академии наук раскрывает новый способ получения энергии из выхлопных газов автомобилей, межпланетных космических зондов и промышленных процессов. .

«Благодаря этому открытию мы сможем производить больше электроэнергии из тепла, чем мы делаем сегодня», – сказал соавтор исследования Джозеф Хереманс, профессор механической и аэрокосмической инженерии и выдающийся ученый в области нанотехнологий в Огайо. Государственный университет Огайо. «Это то, о чем до сих пор никто не думал, что это возможно».

Итак, где же в игру вступают парамагноны? Эти крошечные частицы обладают магнитным потоком, который имеет решающее значение для процесса генерации энергии.Они работают, вращаясь, чтобы произвести вид энергии, называемый термоэлектричеством магнонного увлечения, которое, как ранее думали ученые, не способно собирать энергию при комнатной температуре. Но эти исследователи доказали, что это не так.

«Когда-то считалось, что если у вас есть парамагнетик и вы его нагреете, ничего не произойдет», – сказал Хереманс. «И мы обнаружили, что это неправда. Мы обнаружили новый способ конструирования термоэлектрических полупроводников – материалов, преобразующих тепло в электричество.Обычные термоэлектрики, которые у нас были последние 20 лет или около того, слишком неэффективны и дают нам слишком мало энергии, поэтому на самом деле они не получили широкого распространения. Это меняет это понимание ».

Чтобы преобразовать тепло в электричество, команда использовала спин, создаваемый парамагнонами, которые способны толкать электроны – ключевую характеристику, необходимую для сбора электричества. Предыдущие направления мысли дисквалифицировали парамагнонов как собирателей энергии, потому что считалось, что магниты теряют свои магнитные способности при нагревании.Но оказывается, что парамагноны достаточно отличаются от магнитов тем, что они толкают электроны только на одну миллиардную миллионную долю секунды и, следовательно, не нагреваются настолько, чтобы потерять свой магнетизм.

Исследователи надеются, что это открытие приведет к более эффективному производству энергии из тепла в будущем для промышленных процессов и, например, выхлопных газов автомобилей. Они планируют продолжить расследование.

Источники: Science Daily, Science Advances

Как снизить счет за электричество

Средний американец платит за электричество более тридцати тысяч долларов в год.Это означает, что одни только счета за электричество могут составлять более 5-10 процентов дохода человека. К сожалению, в одном простом счете задействованы сотни вещей. И точно выяснить, на чем сосредоточиться, – это самая сложная часть снижения ежемесячных затрат на электроэнергию.

Есть эффективные способы ежемесячно экономить деньги на счетах за электроэнергию … и они не требуют от вас жертвовать какими-либо повседневными удобствами ».

Каждый дом, каждый человек или семья имеет свой уникальный энергетический профиль.Допустим, вы живете в квартире площадью 900 квадратных футов. В этой квартире у вас, скорее всего, есть холодильник, духовка и система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Если вам повезет, у вас, вероятно, есть телевизор, микроволновая печь и посудомоечная машина.

Если вы живете в доме на одну семью площадью 2500 квадратных футов, на ваш счет за электричество влияет гораздо больше факторов. Во-первых, у вас больше места, а также дополнительное освещение, обогрев и охлаждение. Вполне вероятно, что у вас есть больше бытовой техники, которой вы пользуетесь чаще. За один день вы можете потратить вдвое или втрое больше энергии, чем средний съемщик однокомнатной квартиры.

К счастью, есть несколько универсальных способов сэкономить деньги на счетах за электроэнергию, независимо от того, где они живут. Все знают, что нужно выключать свет, когда в комнате никого нет, и свести к минимуму обогрев и охлаждение. Но есть еще несколько стратегических способов ежемесячно экономить значительные деньги на счетах за электроэнергию. И, что самое приятное, они не требуют, чтобы вы жертвовали своими повседневными удобствами.

Для «начинающих» экономистов

Если у вас нет достаточно времени, чтобы что-то изменить в своем доме, эти советы для вас.На выполнение каждого совета должно уйти несколько минут. Таким образом, вы сможете выполнить несколько за более короткий период времени.

Кухня

Повышение температуры холодильника на несколько градусов может сэкономить сотни долларов в год. Секция для свежих продуктов в вашем холодильнике должна иметь температуру только 36-38 градусов по Фаренгейту, и часто холодильники программируются на два-пять градусов ниже, чем необходимо. Что касается морозильного отделения, вам нужно всего лишь установить его в диапазоне от нуля до минус пяти градусов по Фаренгейту.

Выключите и отключите кофеварку перед тем, как уйти на день. Кофеварки, как и аналогичные приборы, обычно имеют и другие функции, которые работают весь день, например, часы или таймер. Это означает, что даже когда он подключен к сети, он становится «фантомной нагрузкой», где потребляет энергию, даже когда не используется. Просто подключите все кухонные приборы к удлинителю, чтобы выключить их сразу.

Хотите чистую энергию и более низкие счета за электроэнергию?

Проверить наличие

Запустите посудомоечную машину вместо мытья рук .При мытье посуды вручную требуется в 9 раз больше воды, чем в посудомоечной машине, чтобы вымыть всю загрузку. Это означает, что ваша посудомоечная машина может сэкономить вам более 5000 галлонов воды в год, что означает большую экономию на вашем счете за электроэнергию.

Запускайте посудомоечную машину ночью , а не днем, потому что это помогает минимизировать потребление энергии в часы пик. Это помогает снизить воздействие на окружающую среду и, вероятно, сэкономит вам деньги, в зависимости от вашей коммунальной службы и домашнего термостата.

Упакуйте посудомоечную машину как можно большим количеством предметов.Полная посудомоечная машина экономит воду, энергию и деньги, потому что вы будете запускать ее реже, а соотношение воды к посуде будет намного ниже.

Держите холодильник и морозильную камеру полными. Когда вы полностью заполните свой холодильник и морозильник, им потребуется гораздо меньше энергии для поддержания холода. Он помогает регулировать температуру внутри и требует гораздо меньше энергии для поддержания. Если у вас не получается заполнить их, поставьте мешки со льдом или кувшины с водой на открытое пространство, чтобы холодильник оставался работоспособным.Вы даже можете реорганизовать свой холодильник, чтобы он стал более энергоэффективным.

Выключите сушку в посудомоечной машине. Возможно, вы не заметите, но ваша посудомоечная машина потребляет на 15 процентов больше энергии, чем необходимо для нагрева и сушки посуды. Вместо этого сушите посуду на воздухе, чтобы сэкономить сотни долларов в год.

Дайте продуктам разморозиться , прежде чем готовить. На ее приготовление потребуется меньше времени и энергии, что сэкономит вам дополнительные деньги на счетах за электроэнергию.

Готовьте с закрытыми крышками. Если закройте кастрюли и сковороды крышками, это поможет приготовить пищу правильно, а время приготовления часто сократится вдвое. Крышки удерживают водяной пар во время готовки, гарантируя, что вы не потеряете тепло во время готовки.

Избегайте использования жаровни. Вместо этого установите точную температуру для конкретной задачи и приступайте к работе. Бройлер требует большого количества энергии за короткое время для нормальной работы. Все остальные функции духовки гораздо более постепенные и эффективные.

Прачечная

Следите за чистотой выхлопных газов сушилки. Вы должны очищать выхлопную трубу с помощью набора для удаления ворса каждый месяц, чтобы увеличить поток воздуха через выхлопной канал. Это поможет вашей сушилке работать более эффективно, и ваша одежда будет сохнуть намного быстрее.

Используйте сушилки каждый раз, когда сушите одежду. Сушильные шары помогают соприкасаться влажной одеждой с горячим воздухом, создаваемым в сушильной камере.

Стирать по ночам. Так же, как вы должны запускать посудомоечную машину ночью, вам также следует избегать стирки в часы пик днем.Вы можете сэкономить энергию и деньги, решив чистить одежду после наступления темноты.

Стирайте одежду в холодной воде. Температура в стиральной машине не имеет значения, когда дело доходит до чистки одежды. Технологические достижения сделали стирку в холодной воде столь же эффективной, если не большей, чем в горячей воде. Если вы беспокоитесь, что ваша одежда может стать не такой чистой, как при нагревании, вы можете легко перейти на моющее средство с холодной водой.

Линия сушки белья. Конечно, лучший и наиболее энергоэффективный способ сушки одежды – это сушить ее на воздухе. Для более крупных предметов удобнее использовать сушилку. Меньшие вещи и быстросохнущие вещи, такие как спортивная одежда, можно легко высушить на сушке. Сушка на конвейере также экономит около 1,08 доллара на загрузку, а это затраты, которые могут быстро возрасти.

Освещение

Поменяйте лампочки на светодиодные. При переключении одного из ваших фонарей на светодиодный расходуется на 80 процентов меньше, чем у традиционных ламп накаливания.Кроме того, они стоят более чем в 4 раза дешевле. Это означает, что если вы замените каждую лампочку в своем доме на светодиоды, вы сразу же начнете экономить энергию и деньги.

Вилки

Используйте интеллектуальные разветвители питания. Интеллектуальные удлинители позволяют разделять энергетические нагрузки в зависимости от того, как часто вы используете устройство. Таким образом, вы можете выключить все свои устройства сразу, когда выходите из дома, вместо того, чтобы отключать все по отдельности.

Окна

Используйте оконные шторы летом , чтобы блокировать проникновение тепла через окна.Министерство энергетики заявляет, что закрывание окон летом может снизить приток тепла до 77 процентов.

Мыть окна зимой. Удаление любых остатков или масел с окон позволяет большему количеству солнечного света проникать в ваш дом и нагревать его естественным образом. Солнечный свет, попадающий в дом, может увеличить приток тепла более чем на 70 процентов, без необходимости вручную повышать температуру.

Расставьте побольше растений вокруг окон. Растения могут помочь естественным образом затенять интерьер вашего дома.Они не только хорошо вписываются в подоконники и украшают комнату, но и помогают охлаждать дом, обеспечивая дополнительную защиту от солнца.

Если вам действительно нужен дополнительный доллар

Выполнение этих советов занимает немного больше времени, но они того стоят. Если вы хотите глубже изучить свой дом, чтобы сэкономить больше денег, эти решения для вас. На выполнение каждого совета уходит в среднем около часа.

Обогрев и охлаждение

Поддерживайте установленную температуру термостата. Не забывайте повышать температуру термостата в холодное время года и понижать в более теплое время года. Общее правило – повернуть термостат обратно примерно на 7-10 ° F от того, на что вы обычно устанавливаете его в это время года, на 8 часов в день. Таким образом, вы можете сократить потребление энергии настолько, чтобы сэкономить до 10 процентов в год на отоплении и охлаждении. Вы можете просто изменить температуру перед тем, как отправиться на работу.

Установите программируемый термостат. Для еще большего удобства вы можете установить термостат, где вы можете контролировать изменения температуры по телефону, как Nest!

Входы

Используйте дверные защитные кожухи во всех входах.Закрытие любых мест утечки в подъездах, куда может выходить тепло или охлаждение, чрезвычайно важно для энергосбережения. Вращающиеся двери сохраняют тепло в восемь раз лучше, чем распашные, что помогает значительно снизить счет за электроэнергию. Сохранение воздуха в помещении чрезвычайно важно для экономии денег, поэтому обязательно закрывайте все участки, где возможна утечка, в любое время года.

Кухня

Очистите змеевики холодильника. Это может показаться сложной задачей, но если вы не будете часто чистить катушки, ваш счет за электроэнергию может вырасти до 35 процентов.Просто найдите змеевик вашего холодильника и удалите все остатки и пыль пылесосом.

Установите или замените аэратор смесителя на кухне. Аэраторы – это простые небольшие устройства, которые можно установить на любую имеющуюся у вас раковину. Они помогают вам использовать меньше воды за то же время, которое вы обычно используете. Вы можете сэкономить до 40 процентов воды, просто заменив старый аэратор на новый.

Ванная комната

Установите или замените аэраторы для смесителей в ванной. Как указывалось ранее, аэраторы можно установить или приспособить к любой мойке, даже к более старым моделям.

Установите эффективные насадки для душа. Установка новой, более эффективной насадки для душа может сэкономить более 25 долларов в год.

Хотите чистую энергию и более низкие счета за электроэнергию?

Проверить наличие

Освещение

Установить диммерные переключатели. Установка диммерных переключателей вокруг вашего дома или квартиры побуждает жителей использовать их. В отличие от общепринятого мнения, диммеры на самом деле экономят ваши деньги, продлевая срок службы ваших лампочек.

Для преданных своему делу

Если вы готовы вникнуть в каждый укромный уголок в поисках экономии, эти решения могут вам помочь. Хотя на их выполнение может уйти несколько часов или дней, вы можете сэкономить сотни долларов в год.

Вода

Установите таймер водонагревателя с регуляторами температуры. Таймеры водонагревателя предназначены для определения времени подачи горячей воды в дом. Это помогает ограничить потребление горячей воды и может сэкономить более 200 долларов в год, если вы снизите температуру горячей воды по мере ее выпуска.Если вы снимаете или живете в многоквартирном доме, спросите своего домовладельца, будет ли он им пользоваться и будут ли они в нем открыты.

Переходите на высокоэффективные туалеты. Хотя установка более новых и более энергоэффективных туалетов является серьезной инвестицией, вы можете легко вернуть деньги вовремя. Средний унитаз с энергоэффективностью может окупать вас 20 долларов в год, тогда как старый унитаз стоил вам на 20 долларов больше, если не больше.

Входы

Держите дом плотно закрытым. Это более надежное решение для устранения сквозняков. Вы можете заделать окна и двери, а также малейшие щели герметиком или уплотнителями.

Отопление и охлаждение

Замените фильтры HVAC и печи. Большинство арендаторов и домовладельцев не обращают внимания на фильтры HVAC и печи. Однако, если вы потратите время на то, чтобы взглянуть на свои вентиляционные отверстия, вы обязательно увидите, что в них накапливается пыль и остатки. Все, что вам нужно сделать, это снять каждую отдельную вентиляционную крышку и пропылесосить вентиляционное отверстие и фильтр.Если они выглядят и чувствуют, что их нужно заменить, купите новые, чтобы улучшить воздушный поток в вашем помещении. Вы можете сэкономить 7-10 долларов в месяц, если будете регулярно заменять фильтр. Если вы снимаете квартиру, ваш обслуживающий персонал должен регулярно делать это за вас.

Регулярно проверяйте свое оборудование HVAC. Это применимо как к квартирам, так и к домам. Если кажется, что ваше оборудование HVAC не работает должным образом, вы можете попросить руководство проверить ваш отдельный блок.Если у вас есть дом, посмотрите на систему в целом, чтобы увидеть, есть ли какие-либо улучшения или замены, которые можно сделать.

Установите потолочные вентиляторы. Да, понижение температуры зимой и повышение летом помогает снизить потребление энергии за счет изменения температуры. Однако потолочные вентиляторы могут помочь распределить воздух, который, возможно, поднялся до потолков вашего дома. Распространено мнение, что вентиляторы действительно делают дом более прохладным. Однако вентиляторы просто помогают направить на вас горячий или холодный воздух.

Отрегулируйте мебель, чтобы повысить эффективность охлаждения. Иногда ваш диван находится прямо под воздуховодом или закрывает его. Переставьте мебель так, чтобы она находилась в идеальном положении для потока воздуха, это поможет снизить ваши счета за электроэнергию. Если вы не чувствуете воздуха, выходящего из вентиляционного отверстия, вы без необходимости измените температуру на термостате. Перемещение мебели через вентиляционное отверстие поможет предотвратить чрезмерное потребление энергии и сократить ваши ежемесячные расходы.

Снаружи

Используйте светоотражающие кровельные материалы. Например, вы можете использовать белые материалы или покрасить крышу в белый цвет, чтобы солнце отражалось от нее летом, сохраняя прохладу в доме.

Совершенствуйте свои навыки работы с ландшафтом. Посадите большие деревья и растения на лужайке так, чтобы тень смотрела на ваш дом. Это поможет защитить ваш дом от чрезмерного солнечного света и неблагоприятных погодных условий. С большим количеством тени вы будете менее склонны снижать температуру в летнюю жару.

Установить зеленую крышу. Во многих новых офисных зданиях в больших городах устанавливают зеленые крыши в качестве теплоизоляции для поглощения солнечного тепла и сохранения тепла зимой.Они также помогают отводить излишки солнечного света, которые могут излишне нагревать здание в жаркие дни. Срок службы зеленых крыш составляет 40 лет, и, по оценкам, зеленая крыша среднего размера может сэкономить владельцу более 200 000 долларов за это время.

Используйте солнечное освещение вне помещений. Вместо того, чтобы ваши наружные фонари работали на грязном электричестве, вы могли бы заменить их солнечными лампами. Они получают энергию от солнца днем ​​и ярко светят ночью, когда вам это нужно.К тому же они очень доступны по цене. Вы даже можете купить солнечные светильники с датчиками движения, чтобы продлить срок их службы.

Установить солнечные батареи. Это один из лучших способов сэкономить максимальную сумму денег на счетах за электроэнергию. Установив солнечные панели, вы можете зарабатывать более 20 000 долларов в год на счетах за коммунальные услуги. Это больше средней стоимости покупки и установки самих панелей.

Независимо от того, какое место вы называете домом, есть десятки способов снизить ежемесячный счет за электроэнергию.Просто переоценив интерьер и снаружи своего дома, вы обязательно сэкономите сотни долларов в год. И при этом вы значительно сократите свой углеродный след.

Хотите чистую энергию и более низкие счета за электроэнергию?

Проверить наличие

Использование отходящего тепла для производства электроэнергии

1. Активируйте предыдущие знания учащихся.

Спросите учащихся, что они чувствуют на дне или по бокам ноутбука, который был включен в течение некоторого времени.Обсудите, как тепло, которое они чувствуют, означает потерю эффективности; некоторая часть электроэнергии тратится впустую при преобразовании в тепловую энергию. Спросите: Как изменилось бы общее количество энергетических ресурсов, необходимых для работы портативного компьютера в течение часа, если бы меньшее количество ресурсов было преобразовано в тепловую энергию? Что, если бы вы могли улавливать и использовать тепловую энергию? Расширьте обсуждение до бытовых приборов, выделяющих тепло, таких как сушилка или духовка. Спросите: Вы когда-нибудь хотели выйти из кухни в жаркий день, когда духовка включена? Какие преимущества могут быть получены, если это отработанное тепло (тепловая энергия) можно будет улавливать и использовать для обогрева вашего дома или воды? Как это поможет сберечь энергию? Объясните, что промышленные операции, такие как производство и производство электроэнергии, могут производить большое количество отработанного тепла.Улавливание отходящего тепла – это способ перепрофилировать и использовать отходящее тепло.

2. Изучите и обсудите диаграмму, показывающую улавливание отходящего тепла.

Спроецируйте диаграмму улавливания отходящего тепла для просмотра учащимися. Используйте диаграмму, чтобы описать, как отходящее тепло может улавливаться от промышленного процесса, такого как стекловаренная печь, и использоваться для нагрева воды для создания пара. Затем этот пар можно использовать для вращения турбины и выработки электроэнергии. Пар также можно было бы использовать для приведения в действие другого механического процесса на заводе или для предварительного нагрева воды, поэтому для нагрева воды до требуемой температуры потребовалось бы меньше энергии из других источников.Отработанное тепло можно также использовать для непосредственного обогрева фабрики. Объясните, что когенерация – это тип улавливания отработанного тепла, который использует потерянную тепловую энергию термоэлектрических электростанций для преднамеренного производства как электроэнергии, так и полезного тепла из одного источника. Когенерация может повысить эффективность электростанции с 30 до 80 процентов.

3. Дайте студентам обзор задачи подкаста с тематическим исследованием.

Объясните, что учащиеся проведут исследование, чтобы узнать больше о различных способах улавливания отработанного тепла и его использования в различных условиях.Раздайте копии рабочего листа «Примечания по улавливанию отходящего тепла» и задайте следующие исследовательские вопросы: Что такое отходящее тепло? Как в промышленных процессах выделяется отходящее тепло? Каково основное воздействие отработанного тепла на окружающую среду? Как улавливать отходящее тепло и преобразовывать его в электричество? Как промышленность может использовать отходящее тепло с когенерационной технологией? Объясните, что, исследуя эти вопросы, студенты будут определять конкретный пример технологии улавливания отходов, которую они позже будут использовать в качестве темы подкаста.

4. Смоделируйте стратегии поиска и попросите студентов провести исследования в Интернете.

Разделите учащихся на небольшие группы. Попросите каждую группу просмотреть вопросы исследования и убедиться, что они понимают, что задает каждый вопрос. Затем попросите каждую группу составить список ключевых слов, которые можно использовать при исследовании вопросов. Попросите группы поделиться своими результатами с классом и составить общий список возможных условий поиска. Попросите учащихся просмотреть основной список и добавить любые синонимы или связанные условия поиска, которые, по их мнению, могут быть полезны.Попросите их определить, какие поисковые запросы они могли бы использовать вместе при поиске, чтобы повысить свои шансы на получение хорошего результата. Отобразите страницу поиска для всего класса и введите одно или несколько условий поиска. Прокрутите результаты поиска на первом экране и смоделируйте, как классифицировать каждый из них как потенциально полезный или непригодный для запроса, в зависимости от того, что вы можете сказать по заголовку и видимому описанию на странице поиска. Затем смоделируйте, как оценить каждую потенциально полезную ссылку, щелкнув ссылку, чтобы определить, кто создал ресурс, оценить профессионализм и авторитет веб-сайта и выявить любые врожденные предубеждения.Введите другой набор из одного или нескольких условий поиска и попросите учащихся оценить результаты в своих небольших группах. Как только вы почувствуете, что учащиеся понимают, как использовать условия поиска и оценивать результаты поиска, предложите им начать исследования в своих небольших группах. Попросите их использовать рабочий лист «Примечания по улавливанию тепла», чтобы ответить на вопросы исследования. Напомните учащимся о необходимости найти полезные и авторитетные ресурсы. Поощряйте студентов отмечать любые потенциальные тематические исследования во время исследования. Когда учащиеся завершат свое исследование, обсудите полученные результаты в классе.

5. Представьте задачу подкаста.

Объясните: теперь группы сосредоточатся на конкретном примере места, в котором отработанное тепло используется для выработки электроэнергии, отопления, охлаждения и / или выполнения другой работы. Объясните, что они создадут подкаст, который будет использовать этот пример для описания и объяснения улавливания и использования отходящего тепла. Раздайте Рубрику подкастов и ознакомьтесь с ней со студентами. Включите подкаст Future Tense, Nova, National Geographic News или Natural Selections или любой другой подкаст по вашему выбору.Попросите каждого учащегося делать заметки о том, что они считают успешным или неуспешным, когда они слушают. Включите хотя бы один дополнительный подкаст, снова попросив учащихся отметить успехи и недостатки. Попросите учащихся поделиться своими заметками с классом и составить для класса список лучших практик и подводных камней для подкастов.

6. Попросите студентов определить свой пример и создать подкаст.

Попросите учащихся выбрать из предоставленного списка тематических исследований или определить своего кандидата для тематического исследования из своего местного региона или из своих более ранних исследований.Утвердите все тематические исследования, прежде чем студенты приступят к работе. Попросите каждую группу прочитать о проекте по улавливанию отходящего тепла, который они используют в качестве примера, отметив важные моменты. Попросите учащихся составить план, в котором рассматриваются важные моменты, которые они хотят высказать по поводу улавливания отходящего тепла, используя конкретные примеры из своего тематического исследования, чтобы проиллюстрировать эти моменты. Когда студенты составят план, попросите их распределить рабочую нагрузку между членами группы. Попросите учащихся написать сценарий своего подкаста и определить место проведения тематического исследования с помощью MapMaker Interactive.Студенты должны связаться с вами на этом этапе для обратной связи, прежде чем записывать свой подкаст.

7. Попросите учащихся записать свой подкаст.

Студенты могут записывать свой подкаст на компьютер с помощью любого приложения для записи звука (например, Audacity), а затем загружать запись в любую программу для создания подкастов (например, AudioBoo). В зависимости от того, какую программу подкастинга вы используете, студенты также могут записывать свой подкаст непосредственно в программу через микрофон компьютера или даже телефон.Когда группы закончат запись своих подкастов, попросите каждую группу использовать «Рубрику подкастов» для рецензирования подкаста другой группы. Напомните им о необходимости дать конкретный конструктивный отзыв.

8. Попросите учащихся опубликовать свои подкасты с помощью MapMaker Interactive.

Попросите учащихся отредактировать свои подкасты на основе отзывов коллег и записать свою окончательную версию. Затем попросите все группы использовать MapMaker Interactive, чтобы отметить избранные места своих подкастов на карте США.Каждая группа должна поставить маркер в соответствующее место для своего тематического исследования и использовать инструмент метки, чтобы пронумеровать и назвать тематическое исследование. Затем учащиеся могут использовать инструмент надписи для создания нумерованного списка в левой нижней части экрана карты. Список должен включать номер тематического исследования, записанный на этикетке карты, и URL-адрес соответствующего подкаста. Обратите внимание, что URL-адреса не будут содержать гиперссылок, но могут использоваться в качестве справочных. Скачайте и сохраните карту.

Термоэлектрические трубки производят электричество из горячей воды

Panasonic разработала инновационные термоэлектрические трубки, особенно подходящие для жидких источников тепла, таких как горячая вода и пар.Трубчатая форма обеспечивает прямую и эффективную передачу тепла без дополнительных теплообменников, обеспечивая высокую плотность генерируемой энергии. Термоэлектрическая трубка Panasonic с простыми, компактными и эффективными функциями является идеальным решением для улавливания неиспользуемого или потраченного впустую тепла от горячих источников и заводов.

Термоэлектрическая технология представляет собой прямое преобразование энергии из тепла в электричество и привлекла большое внимание как решение для возобновляемых источников энергии. Поскольку обычные термоэлектрические генераторы сложны по конструкции и имеют ограниченную плоскую форму, их трудно масштабировать и внедрять.Термоэлектрические трубки Panasonic решают эти проблемы за счет использования нетрадиционного явления, называемого поперечным термоэлектрическим эффектом, который проявляется в наклонном многослойном корпусе из терморезистивных термоэлектрических материалов и теплопроводных металлов. Этот эффект позволяет независимо управлять тепловым потоком и электрическим током в материалах и реализует довольно простую структуру без сложных электрических переходов и плоских подложек.

Производительность выработки электроэнергии сильно зависит от многих параметров, таких как размер трубки и количество источника тепла.Компания Panasonic разработала технологию моделирования, чтобы оптимизировать конструкцию термоэлектрической трубки, чтобы максимизировать выходную электрическую мощность в соответствии с окружающими условиями.

Термоэлектрическая трубка построена путем наложения конических колец теллурида висмута в качестве термоэлектрического материала и никеля в качестве металла. Компания Panasonic разработала технологии обработки для изготовления конических колец из хрупких термоэлектрических материалов и соединительных колец с минимальными паразитными электрическими и тепловыми потерями.

Термоэлектрическая трубка длиной 10 см, изготовленная с использованием технологий, представленных выше, может генерировать 1,3 Вт электроэнергии за счет подачи горячей воды с температурой 90 ° C внутри и с холодной водой с температурой 10 ° C снаружи трубки. Плотность мощности соответствует 10 кВт при объеме всего 1 м3. Разработка системного дизайна, оптимизация производства и технико-экономическое обоснование сейчас ведутся или планируются с целью реализации компактных, эффективных и экономичных генераторов, работающих на геотермальной энергии и отходящем тепле на заводах.

На эту разработку Panasonic владеет 29 отечественными патентами и 12 зарубежными патентами, включая находящиеся на рассмотрении заявки.

Источник: Panasonic

ток – Как электричество производит тепло и куда уходят электроны?

Электроны – это частицы с особой природой. Они ведут себя как материя с массой и скоростью, а при столкновении с другими частицами выделяют тепло. Другая природа электронов – это магнитное поле, которое сопровождает электроны, когда они меняют свое направление.Эта уникальная природа, которой нет ни в каких других частицах, кроме электронов, творит настоящую магию.

Таким образом, электроны не исчезают после использования, а возвращаются к исходному отправителю после выполнения необходимой работы. Они подобны работам с особыми навыками, когда их менеджер отправляет их для выполнения особой задачи, давая им некоторые стимулы, и они снова возвращаются к тому же руководителю после того, как завершают назначенную им задачу, когда он может отправить их обратно к другой задаче с соответствующими стимулами.

Например, если нам нужен двигатель для вращения, источник питания (менеджер) спрашивает двигатель (клиента) о том, сколько труда ему нужно для вращения в секунду. Двигатель рассчитывает это, измеряя, сколько вращающей силы необходимо, чтобы преодолеть механическое сопротивление вращающихся частей, а затем вращать их с необходимой скоростью.

Зная, что движущиеся электроны в магнитном поле создают вращающую силу, теперь необходимо послать правильное количество электронов (труд) за эту секунду, которые способны создавать необходимую вращающую силу, когда они сокращают внутреннее магнитное поле двигателя.