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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Peltierelement mit Step-Up Wandler


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Autor: Christoph H. (herrx)
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Hallo Forum,

ich habe mich gerade an ein neues Projekt mit einem Peltierelement 
gemacht.
Ganz einfach: Peltierelement von beiden Seiten einen Kühler. Unten 
passiv oben mit Lüfter. Von unten wird der Kühler mit einem Teelicht 
heiß gemacht und oben gekühlt.
Das Peltierelement gibt eine Spannung von ~1,05V max. aus. Mein Plan ist 
es, dass der Lüfter von mit der Energie aus dem Peltierelement betrieben 
wird.
Habe zwei Step-Up Wandler hintereinander geschaltet (auf 5V -> auf 12V) 
dabei waren aber die Verluste zu groß und der Lüfter startete nicht.

Warum gibt es kein Step-Up Wandler der direkt 0,9V->12V macht? Muss ich 
den unteren passiven Kühler noch kleiner Wählen? Soll ich zwei 
Teelichter testen um die Temperatur zu erhöhen?

Vielen Dank für die Antworten schon mal.

: Verschoben durch Moderator
Autor: hfhd (Gast)
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5V lüfter nehmen und darauf achten das er einen sehr kleinen anlaufstrom 
hat

Autor: Mawin-Sympathisant (Gast)
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Christoph H. schrieb:
> Warum gibt es kein Step-Up Wandler der direkt 0,9V->12V macht?

Zwar hasse ich diese Hipster-Bezeichnung und das Getue um die 
sogenannten "Joule Thieves", aber die gehen in die Richtung.

Mit JFET habe ich hier einen der macht aus min. 0,3V erstmal 5 und dann 
ein Sperrschwinger dahinter der eine LED Lampe bei 290VDC/0.8mA 
betreibt.

Bastelanleitungen hier im Forum, durch Zufall selbst heute Nacht mal 
wieder gelesen.

Es gibt auch Step-Ups die das direkt können, ohne Gebastel. IIRC AIC1633 
oder so?

Autor: Boris (Gast)
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> Muss ich den unteren passiven Kühler noch kleiner Wählen?

So wählen, dass die seitliche überschüssige Wärme nicht den oberen 
Kühlkörper aufheizen kann.

> Soll ich zwei Teelichter testen um die Temperatur zu erhöhen?

Eine gute Trennung des warmen und des kalten Teils ist erstrebenswerter.

Kannst du noch ein Bild vom gesamtem Aufbau posten?

Autor: Mawin-Sympathisant (Gast)
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Boris schrieb:
> Eine gute Trennung des warmen und des kalten Teils ist erstrebenswerter.
>
> Kannst du noch ein Bild vom gesamtem Aufbau posten?

Mir kommt da sofort ein Kragen aus Alu-Folie in den Sinn. Evtl. zu 
Würsten gedreht einmal um das Element herum (H natürlich, nicht V!).

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Christoph H. schrieb:
> Das Peltierelement gibt eine Spannung von ~1,05V max. aus.
Und welche Leistung kannst du dabei entnehmen? Denn nur wenn zu dieser 
Spannung auch ein wahrnehmbarer Strom kommt, wird der Lüfter 
irgrendeinen Muckser tun..

Autor: Jens M. (schuchkleisser)
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Hatte Elektor nicht vor kurzem eine Peltierlampe mit Teelicht, die eine 
Ikea-USB-LED-Funzel betrieb?
Die Kerze erzeugt genug Energie für die (hellere) LED, und ich meine ein 
Lüfti war auch dabei.

Autor: Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)
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Sorry für die ganz blöde Frage: Aber wozu der Aufbau? die Kerze gibt 
ihre Wärme so oder so in den Raum ab, egal ob Du das möchtest oder 
nicht. Ob da nun oben ein Peltier-Element mit erwärmt wird oder 
zusätzlich noch ein Lüfter verschleißt, ist für das Gesamtergebnis 
völlig egal.

Autor: Boris (Gast)
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Ben B. schrieb:
> Sorry für die ganz blöde Frage: Aber wozu der Aufbau? die Kerze gibt
> ihre Wärme so oder so in den Raum ab, egal ob Du das möchtest oder
> nicht. Ob da nun oben ein Peltier-Element mit erwärmt wird oder
> zusätzlich noch ein Lüfter verschleißt, ist für das Gesamtergebnis
> völlig egal.

Wird die kalte Seite zusätzlich durch einen Lüfter gekühlt, ergibt die 
höhere Temperaturdifferenz einen höheren Wirkungsgrad des Elements. 
Geprüft werden muss natürlich, ob der Lüfter nicht mehr Energie 
aufnimmt, als sein Einsatz zusätzlich bewirkt.

Autor: Marek N. (bruderm)
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Ben B. schrieb:
> Sorry für die ganz blöde Frage: Aber wozu der Aufbau? die Kerze
> gibt ihre Wärme so oder so in den Raum ab, egal ob Du das möchtest oder
> nicht. Ob da nun oben ein Peltier-Element mit erwärmt wird oder
> zusätzlich noch ein Lüfter verschleißt, ist für das Gesamtergebnis
> völlig egal.

Weil die Sovjets so schon vor 60 Jahren Radios betrieben haben: 
http://www.douglas-self.com/MUSEUM/POWER/thermoelectric/thermoelectric.htm#rl

Autor: Bernd (Gast)
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Mit den 40x40mm Peltier wie TEC1-12704 lassen sich über einem Teelicht 
etwa 0,4W erzeugen. Nicht viel, aber funktioniert der Boost-Converter 
auf 5V und 12V ohne Last?
Dein Lüfter wird sicherlich mehr Leistung brauchen, vor allem zum 
Anlaufen. Evtl. einen Lüfter mit geringerer Leistungsaufnahme probieren.
Lüfter mit PWM-Eingang wäre auch noch eine Idee, erst einen Puffer 
aufladen und dann über den PWM-Eingang loslaufen lassen.

Autor: MaWin-Sympathisant (Gast)
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0.4W ist schon einiges, wenn man davon in gummibärchenfarbenem LED-Licht 
geblendet wird. Das reicht auch gut zum Lesen.
Die Lampe bei mir bringt (inkl Verlusten) 0.232W. Die steht immer 
irgendwo in der Wohnung, lutscht alte Batterien aus und macht viel 
Licht...

Ich fürchte jedoch der Stromverbrauch deiner Blackboxen ist zu hoch, 
davon dann gleich noch 2...

"Step Up" bezeichnet viele Dinge und Bauteile. Was wissen wir denn 
schon, was du da hast ;)

Deshalb kam ich auf die Joule Thieves.

Lüfter kommen selten mit weniger als 1W aus. Wird also mau so wie es 
jetzt aussieht bei dir.

Autor: InterWebz (Gast)
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weils vorhin jemand erwähnt hat:
https://www.elektor.de/peltier-lamp-1


der Wärmegradient wird, denke ich, durch die große untere Fläche negativ 
beeinflusst. du verteilst die wärme der Kerze auf eine deutlich größere 
Fläche als das Element hat.
Ein anderes Problem könnten die Heatpipes sein die zwar viel thermische 
Leistung abführen können, aber dafür muß der Lüfter auch ordentlich 
drehen. Eine weitere Frage wäre noch wie sich die Flüssigkeiten in der 
Pipe verhält. Würde an deiner Stelle erstmal drauf verzichten, oder 
zumindest die Temperaturen an verschiedenen Stellen untersuchen/den 
Lüfter oben erstmal extern antreiben um deinen Gradienten stabil zu 
bekommen.

Wir ham sowas damals unten rum im Eisbad, und oben drauf die heiße 
Kaffekanne probiert, langt für ein paar LEDs, war aber nur Spielerei :D

Autor: Patrick C. (pcrom)
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Mehr peltiers in serie wuerde denke ich verschiedene vorteilen haben

Autor: MaWin-Sympathisant (Gast)
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Patrick C. schrieb:
> Mehr peltiers in serie wuerde denke ich verschiedene vorteilen haben

Dazu müssen sie aber auch absolut gleich erwärmt/gekühlt werden, sonst 
ist der Wirkungsgrad gleich durch den Kellerboden gerutscht...

Besser parallel+brauchbarer Step-Up.

Autor: Christoph H. (herrx)
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Boris schrieb:
>> Muss ich den unteren passiven Kühler noch kleiner Wählen?
>
> So wählen, dass die seitliche überschüssige Wärme nicht den oberen
> Kühlkörper aufheizen kann.
>
>> Soll ich zwei Teelichter testen um die Temperatur zu erhöhen?
>
> Eine gute Trennung des warmen und des kalten Teils ist erstrebenswerter.
>
> Kannst du noch ein Bild vom gesamtem Aufbau posten?

Ja also das ist aktuell mein Aufbau.

0,4W ist ja nicht so viel. Aber das mit dem USB-Step Up und einer 
LED-Lampe werde ich mal versuchen.

Danke schon mal

Autor: Karl K. (karl2go)
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Die Heatpipe ist an der Stelle schrott. Heatpipes arbeiten mit 
Verdampung und sind für Elektronik auf einen maximalen Wirkungsgrad bei 
90°C eingestellt.

Damit die Heatpipe nennenswert Wärme abführen kann, muss ihre "warme" 
Seite deutlich über Raumtemperatur liegen, so ab 50°C wirds interessant.

Die 50°C an der "kalten" Seite des Peltier sind dem aber schon zu viel, 
da sinkt der Wirkungsgrad und wenns blöd kommt geht es kaputt.

Besser das Peltier direkt kühlen.

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