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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Peltier-Elemente in Serie verschalten!


Autor: Darkleon (Gast)
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Hallo!

Ich habe mich jetzt etwas mit sogenannten Peltier-Elementen beschäftigt 
(theoretisch) und habe leider nicht rausgefunden, ob man diese thermisch 
in Serie schalten kann?! Es gibt Kaskaden, die funktionieren nach diesem 
Prinzip.Diese Teile haben ein Element auf dem anderen Sitzen, dabei 
werden diese nach dem Pyramidenprinzip nach oben hin kleiner.

Funktioniert das aber auch mit gleich großen Elementen? Ich möchte diese 
nämlich als Thermogenerator nutzen. Also beim ersten Element wird auf 
einer Seite Wärme zugeführt, auf die Kaltseite kommt das nächste 
Element.Dieses hat ja auf der anderen Seite dann ja wieder die 
Warmseite, auf der wiederum das nächste Element montiert wird,....
Insgesamt handelt es sich dabei um 5 Elemente. Das letzte hat zum 
Schluss wieder die Kaltseite und wird mittels Kühlkörper und Lüfter 
"kalt" gehalten.

Wenn das so funktioniert kann man ja dann die ganzen Pole in Serie oder 
Parallel schalten (Mehr Spannung oder mehr Strom, je nach dem).

Hoffe jemand kennt sich damit aus und kann mir behilflich sein.

Falls ich im falschen Unterforum gepostet hab bitte ich um die korrekte 
Verschiebung.

Danke schom im Voraus.
mfg Darkleon

Autor: Thilo M. (Gast)
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Wir haben damit mal experimentiert, da ein Hersteller von Solarzellen 
aus Solarthermie Strom erzeugen wollte. Er hatte das Produkt schon auf 
dem Markt, aber nach kurzer Zeit wieder zurückgezogen.

Unsere Ergebnisse waren, dass ein extrem Schlechter Wirkungsgrad das 
ganze Unterfangen sinnlos macht. Du brauchst eine Temperaturdifferenz 
von mindestens 65K um überhaupt was brauchbares zu ernten. Dann steht 
der Ertrag zur Investition in keinem Verhältnis.

Autor: Andi ... (xaos)
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klar kann man das machen, nur du musst dabei die temperatur jeder seite 
überwachen, je nach datenblatt gibts eine kritische temp (glaub so 120°) 
die bei KEINEM element des stacks überschritten werden darf.

außerdem bringt es eigtl recht wenig "gleiche" zu nehmen bzw überhaupt 
nix.
peltiere haben nur eine begrenzte "wärmepumpleistung". bei einem stack 
hat das folgende element immer eine "wärmepumpleistung" von der des 
vorherigen elements + der diesem zugeführten elektrischen energie.

sonst würde es keinen sinn machen ;)

Autor: Klaus Falser (Gast)
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Ist schon einige Zeit her, dass ich mich mit Peltier-Elementen befasst 
habe, aber ich vermute stark dass diese Pyramidenstruktur daherkommt, 
dass jedes
Peltier-Element einiges an Wärme erzeugt.
Jedes weitere Elemente muß zusätzlich zu der abzuführenden Wärmemenge 
auch die vom vorherigen Element erzeugte Wärmemenge weiterleiten.
Die Wärmemenge wird deshalb von kalt nach warm immer größer.

Autor: Darkleon (Gast)
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Hallo power.

Das mit den 65K ist mir auch bewusst, obwohl in einigen Datenblättern 
eine MAXIMALE Tempdiff. von 65K-82K angegeben ist, je nach Element.Bei 
meiner Anwendung aber kein Problem, solange ich die letzte kalte Seite 
annähernd auf 20° mit dem Kühler kühlen kann.

Die Umgebungstemp, bei der das ganze betrieben wird ist im Sommer max. 
25°, im Winter so um 18°
Die Primärwärme wird durch Abwärme eines Systems gewonnen und beträgt 
ca. 85°

Will eigentlich wissen, ob das mit aufeinanderkleben so funktionieren 
würde?!

Hoffe auf Antwort.

So long,
Darkleon

Autor: Thilo M. (Gast)
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Wenn du die Elemente aufeinanderklebst (lötest) passiert das, was Andi 
D. schon geschrieben hat. EIn Element kann nur die Differenz über sich 
selbst in Spannung umwandeln, also muss bei Stacking der Elemente auch 
die Temperatur (theoretisch) mit jedem Stack um 65°C erhöht werden. 
Ansonsten ist nur ein Element wirksam.

Ach ja: der Hersteller der Teile den ich meinte hatte die Elemente in 
Reihe geschaltet um die Spannung zu erhöhen. Aber wie gesagt: 
Wirkungsgrad < 10% und damit unrentabel.

Autor: Darkleon (Gast)
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@ Klaus!

Ich dachte eben, dass das 2.Elemt die Wärmemenge vom ersten aufnimmt und 
eben weitertransportiert und so einen Teil in elektr. Energie umwandelt. 
Dachte daher, dass die Wärmemenge bis zum letzten Element annähernd 
gleich bleibt, bis diese durch den Kühlkörper abgeführt wird.

Im Datenblatt stehen nur alle Daten, wenn man diese als Kühler oder 
Heizer verwendet. Wenns um die Generatorthematik geht, dann hält sich 
jeder Hersteller fein zurück.

Wie kann man sowas berechnen, damit ich weiß welche Peltier Elemente 
hintereinanderschalten muss, damit ich meinen erwünschten Effekt 
bekomme?!Kann man sowas berechnen, zwecks Wärememenge und so..?!

mfG

Autor: Darkleon (Gast)
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Gibt es sonst eine kleine Bauweise und Technik (ca. 60x60x15mm), die es 
erlaubt Spannung und Strom aus Abwärme zu erzeugen?! Stirling scheidet 
daher schon mal aus ;)

Kann man auch (spontan gedacht) mit einem Peltier Element einen Cd-Rom 
Motor(Cd-Drehmotor oder Laserverstellmotor) betreiben und dieser treibt 
über z.B.: eine starre Kupplung einen kleinen Bürstenmotor an, der 
wiederum dann meinen Genratoreffekt erzeugt?! War nur so ne spontane 
Idee....oder scheiterts schon am Drehmoment?!

Irgendwie will ich den Gedanken nicht verwfen, aus der Abwärme elektr. 
Energie zu erzeugen....(umzuwandeln :))

Autor: Thilo M. (Gast)
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Zum Thema Seeberg-Effekt gibt's hier was zu lesen:
http://www.guido-moser.de/pdf/Studium/Elektrotechn...

Ansonsten kann die zugeführte Wärmemenge über m*c*DT berechnet werden, 
die entnommenen elektrische Leistung kann man messen.

Wie gesagt, Wirkungsgrad besch..

Autor: Darkleon (Gast)
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@ power

Ok, das hab ich nicht gewusst. Wenn das so ist mit der Temp.erhöhung 
dann bräuchte ich ja fast glühenden Stahl, um die versch. Stacks zu 
versorgen :))

Das ist natürlich ein herber Schlag in mein Ideengesicht :)

mfG

Autor: kriechstrom (Gast)
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Hallo Darkleon,
man kann die Elemente thermisch (mechanisch) stapeln, jedoch bringt es 
keine nutzbaren Vorteile. Entscheidend für eine vernünftige elektrische 
Leistung [P] ist ein hohes Temperatur Delta zwischen Warm und Kaltseite. 
Des weiteren muß der Wärmetransport zügig und anhaltend durch das Modul 
strömen. Dies wird jedoch durch die mechanische Addition der Module 
verhindert.
Ich habe bei meinen Versuchen mit diesen Elementen deine Gedankengänge 
auch gehabt (und ich habe damit vieles versucht). Bei 2 Modulen hatte 
ich nur noch die halbe Spannung.
Gruß
Kriechstom

Autor: Sergej Dragunov (Firma: Keine) (2sergej)
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Hallo!
Im Elektor, okt08 hatte sich ein Leser mit so einer Geschichte befasst.
...der hat sich aus Heatpipes Kühler und einem Peltierelement einen 
Generatorgrill mit Holzkohlen gebaut,mit dem er angeblich einen kleinen 
Gehettoblaster betreiben kann.
Die Redaktion von Elektor war eher skeptisch...

http://www.elektor.de/jahrgang/2008/oktober/mailbo...
(eventuell neu anmelden...artikel und mehr bilder als gratis-download)


Viel Spass
S.

Autor: Arno H. (arno_h)
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Lampen mit Peltier (und eingebautem Radio) gibts zu kaufen, z.B. hier:
http://www.pelam.de/product_info.php?cPath=28_109&...

Arno

Autor: P.Wolf (Gast)
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Hallo Darkleon,

in einem anderen Forum lief vor geraumer Zeit mal ein Thread über ein 
ähnliches Thema. Dort wollte jemand einen portablen Generator für eine 
Expedition bauen. irgendwann kam dann die Sache auf die Verwendung von 
Peltier-Elementen.
Da keiner der Forumsteilnehmer so recht glaubte, dass es funktioniert, 
habe ich einen Prototyp aufgebaut, der auch prima funktioniert hat.

Ich habe auf einem Gaskocher zwischen dem Kocher und dem Topf einen Alu 
- Zwischenring angebracht, der mit vier Peltierelementen versehen war. 
Die waren also thermisch parallel und elektrisch in Serie geschaltet.
So habe ich praktisch die "Abwärme" beim Kochen ausgenutzt.
Jedes Peltierelement war allerdings auf der kalten Seite mit einem 
großen Kühlkörper versehen.
Wenn Du also versuchst, die Kalte Seite wieder mit einem Peltier 
auszurüsten, das wiederum Strom erzeugen soll - das kann nicht gehen !
Du musst diese Seite ja kühl halten, um überhaupt einen Stromfluß zu 
erreichen.

Mit meinem kleinen Aufbau konnte ich eine normale Taschenlampenbatterie 
richtig schön hell zum Leuchten bringen.

Gruß

Peter

Autor: Gast (Gast)
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Eine TaschenlampenBATTERIE? Ich weiß ja nicht, aber das würde ich nicht 
als Test nehmen...
Irgendwo gab es auch mal einen Aufbau mit Peltierelementen, unten 
drunter ein paar Teelichte und oben drauf ein Wasserbecken. reichte auch 
aus um ein kleines Radio oder einen CD-Player anzutreiben.

Autor: e-fuzzi (Gast)
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Leute ihr solltet euch mal mit Thermodynamik befassen!
Dann wird schnell klar, was machbar ist und was nicht.

Autor: Gast IV (Gast)
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Kann man diese Peltier-Elemente überhaupt sinnvoll parallel verschalten 
um mehr Strom zu bekommen? Das dürfte ja ein Problem sein wenn nicht 
alle bei gleichem deltaT arbeiten haben die ja auch unterschiedliche 
Leerlaufspannungen oder..

Autor: Mete (Gast)
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Ein paar Jahre später im Thread...

Was mit "Thermodynamik machbar ist", im Speziellen mit 
thermoelektrischen Elementen, kann man sich sehr schön hier anschauen:

http://www.buytpod.com/
http://www.tellurex.com/technology/video.php

Die PDFs hier geben sehr gute Hintergrundinformationen (rechts auf der 
Seite):
http://www.tellurex.com/technology/design-manual.php


mfg

Autor: Werner (Gast)
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kriechstrom schrieb:
> man kann die Elemente thermisch (mechanisch) stapeln, jedoch bringt es
> keine nutzbaren Vorteile.

Deshalb bieten die Hersteller auch 2- und 3-stufige Kaskadenelemente an, 
deren Elementgröße in Richtung der Transportrichtung zunimmt, z.B.
http://www.uweelectronic.de/de/temperaturmanagemen...

Das Problem ist übrigens nicht ganz neu - der Suchfunktion sei Dank
Beitrag "Re: Peltier Element Fragen"

Autor: Christian L. (cyan)
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Werner schrieb:
> Das Problem ist übrigens nicht ganz neu - der Suchfunktion sei Dank

Hust. Dir ist schon aufgefallen, dass der Thread über vier Jahre alt 
ist.

LG Christian

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