Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Energy Harvesting Peltier Element


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von Nico G. (ockerle)


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Hi, ich brauche ein Peltier Element das mir mithilfe des Seebeck Effekts 
aus einer Wärmedifferenz eine Spannung erzeugt. Die Wärmedifferenz wird 
sehr klein sein, die daraus resultierende Spannung auch(mV). Die 
anschließende Schaltung um daraus etwas sinvolles zu machen habe ich 
schon. (Ich kenne mich in diesem Bereich allerdings nicht sonderlich gut 
aus. Auf was für Kennwerte muss ich denn beim Kauf eines Peltier 
Elementes achten, wenn ich es zum Energy Harvesting benutze? Muss ich 
bei so niedrigen Spannungen(bzw. Temp. Differenzen) auf besondere 
Kennwerte achten? Würde mich freuen wenn jemand mit etwas mehr Erfahrung 
mir ein paar Tipps geben könnte was da für mich sinnvoll wäre und auf 
was ich achten müsste.

: Verschoben durch Moderator
von MaWin (Gast)


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Nico G. schrieb:
> Auf was für Kennwerte muss ich denn beim Kauf eines Peltier Elementes
> achten, wenn ich es zum Energy Harvesting benutze?

Eigentlich gar nichts, jede Batterie derselben Grösse liefert weit 
länger weil mehr Energie.

Seebeck lohnt nur wenn es heiss ist, fast glühend (daher taugen dafür 
niedrigschmelzende Indium-Peltiers gar nicht) wie bei 
Plutoniumgeneratoren oder Abwärme von Öfen benutzend.

von Nico G. (ockerle)


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Mir ist klar, dass Batterien in den meisten Fällen sinnvoller sind, mir 
geht es aber um ein System das komplett unabhängig ist. Es gibt viele 
Möglichkeiten eine Spannungsversorgung einfacher aufzubauen, ich brauche 
aber das Peltier. Die Energie wird lediglich benötigt um alle paar Tage 
eine Messung zu tätigen.

: Bearbeitet durch User
von Walter K. (walter_k488)


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Wenn man hier im Forum nach bescheuerten Ideen suchen will, dann sucht 
man am besten nach „Energy Harwesting“ ;-)

Außerdem hast Du keine „Wärmedifferenz“ sondern eine 
Temperaturdifferenz.

Wärme ist nur eine Form dessen, was Du „ernten“ willst - also Energie!

von MaWin (Gast)


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Nico G. schrieb:
> Mir ist klar, dass Batterien in den meisten Fällen sinnvoller sind,

Na, dann mach doch das Sinnvolle.

Nico G. schrieb:
> ich brauche aber das Peltier. Di

Mit_dem_Fuss_aufstampf.

Warum das Unsinnige ?

Nico G. schrieb:
> Die Energie wird lediglich benötigt um alle paar Tage eine Messung zu
> tätigen.

Perfekt für Batteriebetrieb.

von Sebastian S. (amateur)


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Der Wirkungsgrad ist schon beim "normalen" Gebrauch bestenfalls 
mittelprächtig, aber in umgekehrter Richtung liegt er irgendwo zwischen 
katastrophal und lächerlich.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Nico G. schrieb:
> eines Peltier Elementes achten, wenn ich es zum Energy Harvesting
> benutze?
Da war doch der legendäre Thread mit dem Kunstwerk um jeden Preis.
Daraus ein paar Auszüge:
Beitrag "Re: handwärme-peltier-energie in stromnetz einspeisen"
Beitrag "Re: handwärme-peltier-energie in stromnetz einspeisen"
Beitrag "Re: handwärme-peltier-energie in stromnetz einspeisen"
Beitrag "Re: handwärme-peltier-energie in stromnetz einspeisen"
Im Rest vom Thread sind aber auch noch ein paar Perlen versteckt... ;-)

von Nico G. (ockerle)


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Also mal an alle, der Sinn oder Unsinn kann euch doch egal sein oder? 
Die Entscheidung darüber ob das ganze Sinnvoll ist oder nicht, könnt ihr 
gerne mir überlassen. Sie war nicht Bestandteil meiner Frage.. Das ist 
ja echt schlimm hier. Es geht um ein Wissenschaftliches Projekt, bei dem 
Sensoren die angebracht werden an Tieren, bestimmte Daten erfassen. 
Lässt man die Tiere anschließend Frei, hat man keine Möglichkeit eine 
Batterie auszutauschen!!!
Man Benötigt eine Dauerhafte Energiequelle. Im Winter gibt es 
Temperaturdifferenzen bis zu 40° zwischen Körpertemperatur und 
Außentemperatur. Anstatt meine Frage zu beantworten macht ihr ech Lustig 
über einen Lösungsansatz für ein Problem das ihr selbst nicht besser 
lösen könntet. Das ist echt traurig. Soll ich den Tieren stattdessen 
Solarplatten umhängen? Oder um die ganze Welt reisen um Batterien zu 
wechseln?

von Elliot (Gast)


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Nico G. schrieb:
> Es geht um ein Wissenschaftliches Projekt, bei dem
> Sensoren die angebracht werden an Tieren

Wissenschaft ist nichts weiter als Vergewaltigung der Natur. Stell dir 
einfach mal vor, die Tiere würden das mit Menschen machen, was Menschen 
mit den Tieren machen. Dabei meine ich jetzt nicht nur deine 
(selbstverständlich nur dem Tierwohl dienenden) Experimente.

von Olaf (Gast)


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> Die Entscheidung darüber ob das ganze Sinnvoll ist oder nicht, könnt ihr
> gerne mir überlassen.

Dann laber doch nicht hier rum sondern mach einfach.

> Lässt man die Tiere anschließend Frei, hat man keine Möglichkeit eine
> Batterie auszutauschen!!!

Das musst du auch nicht. Wenn du dir anschaust was du an Batterie in das 
Volumen eines Peltiergenerator unterbringen kannst dann ist klar das 
dein Tier an Alterschwaeche gestorben ist wenn die leer sind.

Wie Mawin schon sagte, sowas ist nur sinnvoll wenn der 
Temperaturunterschied enorm gross ist. Wenn du deinem armen Tier schon 
den notwendigen Kuelkoerper fuer die kalte Seite anduebelst dann braucht 
es noch einen Rollschuh unter dem Bauch damit es nicht umkippt.

Olaf

von Andy D. (rackandboneman)


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Jeder Zweig der Physik hat seinen Schutzbastard. In der Optik ist es 
Rayleigh, bei allem was mit Wärme und Energiegewinnung zu tun hat 
Carnot.

von Achim S. (Gast)


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Nico G. schrieb:
> Man Benötigt eine Dauerhafte Energiequelle. Im Winter gibt es
> Temperaturdifferenzen bis zu 40° zwischen Körpertemperatur und
> Außentemperatur.

wenn du die mit deinem Peltier-Generator tatsächlich ausnutzt, dann 
bekommt das Tier allerdings Erfrierungen an der Stelle. Auch nicht nett, 
oder?

Nico G. schrieb:
> Die Entscheidung darüber ob das ganze Sinnvoll ist oder nicht, könnt ihr
> gerne mir überlassen.

Überlassen wir dir auch gerne. Aber es gibt leider keine Möglichkeit, 
dir eine sinnvolle Umsetzung vorzuschlagen, wenn der Gesamtansatz schon 
nicht sinnvoll ist. Darin liegt unser Problem, dir die Antworten zu 
geben, die du gerne hören würdest.

Nico G. schrieb:
> Das ist echt traurig. Soll ich den Tieren stattdessen
> Solarplatten umhängen? Oder um die ganze Welt reisen um Batterien zu
> wechseln?

Nein: so wie alle anderen in dem Bereich solltest du ihnen passend 
gewählte Batterien umhängen. Wenn Sie tatsächlich einen 
Peltier-Generator tragen könnten, dann können sie um so leichter 
passende Batterien tragen, die auch über Jahre halten.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Nico G. schrieb:
> Im Winter gibt es Temperaturdifferenzen bis zu 40° zwischen
> Körpertemperatur und Außentemperatur.
Müssen die Sensoren nur im Winterfunktionieren?
Und hast du mal ein Thermoelement auf der einen Seite auf -20°C 
abgekühlt und dann die andere Seite angefasst? Hast du dich gewundert, 
dass das Ding echt saukalt ist?
Wenn du das nicht getan hast, hast du dann wenigstens meine Links 
angeschaut?

> Es geht um ein Wissenschaftliches Projekt, bei dem Sensoren die
> angebracht werden an Tieren, bestimmte Daten erfassen.
Und diese Information bringst du erst, nachdem du die beleidigte 
Leberwurst abgehängt hast? Da sieht man wieder, was man von dieser 
Geheimniskrämerei hat...

> Es geht um ein Wissenschaftliches Projekt, bei dem Sensoren die
> angebracht werden an Tieren, bestimmte Daten erfassen.
Wieviel Energie brauchen diese Sensoren?

Ich könnte mir da übrigens vorstellen, dass man mit einem Magenten und 
einer Spule zuverlässig mehr Energie als mit einem Peltierelement 
herauholen kann, solange das Tier sich noch bewegt.

: Bearbeitet durch Moderator
Beitrag #6468672 wurde von einem Moderator gelöscht.
von MaWin (Gast)


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Nico G. schrieb:
> Es geht um ein Wissenschaftliches Projekt, bei dem Sensoren die
> angebracht werden an Tieren, bestimmte Daten erfassen. Lässt man die
> Tiere anschließend Frei, hat man keine Möglichkeit eine Batterie
> auszutauschen!!!

Gähn

https://www.icarus.mpg.de/16575/ueber-icarus

Nein, kein Seebeckelement.

https://www.wissenschaft.de/umwelt-natur/hightech-im-miniformat-fuer-fledermaus-eidechse-und-co/

Auch nicht.

von H. B. (communicator9)


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Wenn du dich wirklich mit dem Thema beschäftigen willst, gibt es dazu 
einige Artikel von Analog Devices.

Die haben auch Bausteine die dafür evtl. in Frage kommen wie z.B. der 
LTC3108.

von Sebastian S. (amateur)


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>Man Benötigt eine Dauerhafte Energiequelle. Im Winter gibt es
>Temperaturdifferenzen bis zu 40° zwischen Körpertemperatur und
>Außentemperatur.
Ein Witz: Stimmt’s?

Die Lebenserwartung eines Tieres, das die "Innentemperatur" an der 
Oberfläche hat, dürfte - nicht nur im Winter - in Minuten gemessen 
werden können.
Es ist noch gar nicht so lange her, da haben wir uns in die "Klamotten" 
von Tieren gewickelt um im Winter draußen überleben zu können. Heute 
müssen da wohl Stoff und Plastik für herhalten.

von Günni (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Ich könnte mir da übrigens vorstellen, dass man mit einem Magenten und
> einer Spule zuverlässig mehr Energie als mit einem Peltierelement
> herauholen kann, solange das Tier sich noch bewegt.

Das Ganze wurde vor etlichen Jahren in der Uhrenindustrie für 
Armbanduhren beim Übergang von mechanischen Uhren (mit Aufzugsautomatik 
durch Bewegung) zu elektromechanischen und quarzgesteuerten Uhrwerken 
durchgespielt. Die Ausnutzung der Temperaturdifferenz zwischen dem auf 
der Haut aufliegenden Boden der Uhr und der Umgebung mit 
Peltierelementen scheiterte damals daran, dass zwar der Boden die 
Körperwärme gut "übernehmen" konnte, die Abgabe des Wärmestromes an die 
Umgebungsluft aber nicht zuverlässig sichergestellt werden konnte. Gut 
funktionierte ein Laufwerk der Firma Seiko, bei dem bei Bewegungen ein 
Magnet in eine Spule eintauchte und so eine Spannung induzierte. Der 
Aufbau war konstruktiv an die Aufzugsmechanik von rein mechanischen 
Uhrwerken angelehnt und funktionierte gut. Abgelöst wurde das durch das 
Aufkommen von Solaruhren, bei denen das Ziffernblatt eine Solarzelle 
war, die den Strom lieferte. Diese Uhren waren konstruktiv einfacher und 
somit billiger. Wenn aber durch einen Pulloverärmel die Solarzelle 
verdeckt wurde, reichte die Energie nicht mehr aus und die Uhren blieben 
dann in der Nacht stehen. Der Seiko-Uhr mit der induktiven 
Energiegewinnung passierte das nicht. (Nicht immer ist moderner auch 
automatisch besser.)

von Achim S. (Gast)


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Günni schrieb:
> Wenn aber durch einen Pulloverärmel die Solarzelle verdeckt wurde,
> reichte die Energie nicht mehr aus und die Uhren blieben dann in der
> Nacht stehen.

das mag vorgekommen sein. Meine solarbetriebene Junghans lief aber rund 
15 Jahre ohne einmal stehen zu bleiben, auch wenn ich im Winter öfter 
mal Pullover trage. Dann habe ich sie dummerweise bei einem "Absturz" 
mechanisch zerstört.

von Percy N. (vox_bovi)


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Achim S. schrieb:
> wenn du die mit deinem Peltier-Generator tatsächlich ausnutzt, dann
> bekommt das Tier allerdings Erfrierungen an der Stelle. Auch nicht nett,
> oder?

Nein. Es dürfte vielmehr schwierig werden, auf die Körperkerntemperatur 
zuzugreifen und zugleich die andere Seite des Elementes der 
Umgebungstemperatur auszusetzen.  Man könnte es vielleicht einem Wolf 
auf die Zunge tackern und hoffen, dass er irgendwann hechelt ...

Nett ist das aber auch nicht einmal begrenzt.

: Bearbeitet durch User
Beitrag #6468855 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Der Zahn der Zeit (Gast)


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Es gibt ja auch sinnvolle Beiträge, aber nicht sehr viele. Weiter kommst 
du mit

H. B. schrieb:
> Wenn du dich wirklich mit dem Thema beschäftigen willst, gibt es dazu
> einige Artikel von Analog Devices.
>
> Die haben auch Bausteine die dafür evtl. in Frage kommen wie z.B. der
> LTC3108.

Ich fand die Frage technisch interessant und habe mal ein zufällig 
vorhandenes Peltier-Element, ca. 2,5 x 2,5 cm, auf ein kleines Alublech 
(Wärmeabgabe, "Kühlkörper") gelegt und meine nicht besonders warme Hand 
auf die andere Seite. Da stellen sich im Laufe der Zeit erst höhere, 
dann wieder geringere Spannungen ein. Das ist so zu erwarten, wenn der 
anfangs kalte "Kühlkörper" wärmer und die warme Quelle kälter wird. Die 
Spannung war größenordnungsmäßig 50 mV, der Kurzschlussstrom 0,5 mA. Für 
Energy-Harvesting mit dem LTC3108 könnte das in der Praxis reichen.

Einen Tipp für die Größe kann ich daraus nicht ableiten, aber vielleicht 
für die nominelle Betriebsspannung: Je höher, desto mehr mehr Elemente 
und desto höher die Spannung (aber nicht die Leistung). Das könnte 
erforderlich sein, weil der LTC3108 nur 20 mV herunter funktioniert.

Dennoch erwäge auch andere Formen des Energy-Harvesting(!).

von Nico G. (ockerle)


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Danke an die wenigen konstruktiven Beiträge dieses Threads.

von Nico G. (ockerle)


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Der Zahn der Zeit schrieb:
> Es gibt ja auch sinnvolle Beiträge, aber nicht sehr viele. Weiter kommst
> du mit
>
> H. B. schrieb:
>> Wenn du dich wirklich mit dem Thema beschäftigen willst, gibt es dazu
>> einige Artikel von Analog Devices.
>>
>> Die haben auch Bausteine die dafür evtl. in Frage kommen wie z.B. der
>> LTC3108.
>
> Ich fand die Frage technisch interessant und habe mal ein zufällig
> vorhandenes Peltier-Element, ca. 2,5 x 2,5 cm, auf ein kleines Alublech
> (Wärmeabgabe, "Kühlkörper") gelegt und meine nicht besonders warme Hand
> auf die andere Seite. Da stellen sich im Laufe der Zeit erst höhere,
> dann wieder geringere Spannungen ein. Das ist so zu erwarten, wenn der
> anfangs kalte "Kühlkörper" wärmer und die warme Quelle kälter wird. Die
> Spannung war größenordnungsmäßig 50 mV, der Kurzschlussstrom 0,5 mA. Für
> Energy-Harvesting mit dem LTC3108 könnte das in der Praxis reichen.
>
> Einen Tipp für die Größe kann ich daraus nicht ableiten, aber vielleicht
> für die nominelle Betriebsspannung: Je höher, desto mehr mehr Elemente
> und desto höher die Spannung (aber nicht die Leistung). Das könnte
> erforderlich sein, weil der LTC3108 nur 20 mV herunter funktioniert.
>
> Dennoch erwäge auch andere Formen des Energy-Harvesting(!).



Hey danke für die einzige Sachliche Antwort, genau den LTC3108 wollte 
ich bei dem ganzen Aufbau in Verbindung mit OPVs, Kondensatoren etc. 
verwenden.
Denkst du das auf einen Zeitraum von 20 Jahren eine Batterie mehr 
Leistung zur Verfügung stellen kann? Unter Berücksichtigung  das dass 
Gewicht so gering wie möglich sein muss um das Tier nicht zu 
beeinträchtigen. Wie wird denn die Spannung generiert? Soweit ich 
verstanden habe ist die Spannung die bei einer bestimmten 
Temperaturdifferenz generiert wird nicht bei allen Peltiers gleich, ist 
das dann nur von der Größe abhängig oder spielen auch noch andere 
Faktoren eine Rolle? Weißt du zufällig bescheid über Kenndaten und 
Eigenschaften nach denen ich beim Kauf eines Peltiers für diesen 
Einsatzbereich Ausschau halten sollte?

: Bearbeitet durch User
von Jack V. (jackv)


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Nico G. schrieb:
> Denkst du das auf einen Zeitraum von 20 Jahren eine Batterie mehr
> Leistung zur Verfügung stellen kann?

0,05V bei 0,0005A über 20 Jahre entsprechen rund 4,4Wh, oder etwa 
2900mAh bei 1,5V. Das entspräche 2 AA-Batterien, wenn man die Energie 
des Peltierelements denn sinnvoll speichern könnte (Hinweis: kann man 
nicht ohne Weiteres). Dazu kommt, dass sich mit 0,05V bei 0,5mA so 
nichts anfangen lässt, während man mit 2 AA-Batterien durchaus ohne 
verlustbehaftete Wandlung arbeiten kann. Zu deinem recht großen 
Peltierelement kommt also noch ein Wandler und ein Zwischenspeicher – 
was spätestens dann größen- und gewichtsmäßig einen deutlichen Vorteil 
für eine Lösung mit Batterien bedeuten würden.

Mehr Leistung, was ja die Frage war, kann man aus Batterien ohnehin 
ziehen – selbst aus kleinen Knopfzellen.

: Bearbeitet durch User
von Nico G. (ockerle)


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Jack V. schrieb:
> Nico G. schrieb:
>> Denkst du das auf einen Zeitraum von 20 Jahren eine Batterie mehr
>> Leistung zur Verfügung stellen kann?
>
> 0,05V bei 0,0005A über 20 Jahre entsprechen rund 4,4Wh, oder etwa
> 2900mAh bei 1,5V. Das entspräche 2 AA-Batterien, wenn man die Energie
> des Peltierelements denn sinnvoll speichern könnte (Hinweis: kann man
> nicht ohne Weiteres). Dazu kommt, dass sich mit 0,05V bei 0,5mA so


Du vergisst aber, das das ganze bei einem Tier wesentlich Effektiver 
wäre.
Wenn man davon ausgeht, das @Zahn der Zeit eine Raumtemperatur von 22° 
und eine Körpertemperatur von 36° hat, haben wir eine 
Temperaturdifferenz von 14°. Wenn man aber von einer Outdooranwendung 
ausgeht, wird das ganze außer im Sommer also eine wesentlich größere 
Temperaturdifferenz haben und damit auch mehr Energie umwandeln können. 
Ich könnte mir ein Zusammenspiel zwischen Batterien(Akku) und Peltier 
vorstellen. Der Akku dient dabei als Puffer für z.b. den Sommer. Der 
Akku kann aber von der Dimensionierung recht klein sein, da Energie 
gewonnen wird. Damit kann Platz und Gewicht gespart werden. Das ganze 
handelt sich aber eh nur um einen Versuchsaufbau, ob sich das ganze 
rentiert wird sich herausstellen.

von Christian E. (cerker)


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Jack V. schrieb:
> 0,05V bei 0,0005A über 20 Jahre entsprechen rund 4,4Wh, oder etwa
> 2900mAh bei 1,5V. Das entspräche 2 AA-Batterien,

Oder einer 1/2 AA LiSOCl2-Zelle, 14x25mm und 9g Gewicht. Liefert 3.6V, 
diese nahezu konstant über die gesamte Lebensdauer. Damit lässt sich 
üblich 3.3V Logik direkt betreiben.

Die Selbstentladung ist extrem gering, daher sind solche Zellen Standard 
für derartige Anwendungen.

Gruß,
Christian

von Jack V. (jackv)


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Nico G. schrieb:
> Du vergisst aber, das das ganze bei einem Tier wesentlich Effektiver
> wäre.

Ähm … wenn das Tier nicht eine erheblich höhere Körpertemperatur hat, 
dann: nein. Zumal du eben nicht mal ’nen angemessenen Kühlkörper auf die 
andere Seite montieren kannst. Abgesehen davon: es wurde von einer 
Leerlaufspannung von 50mV und einem Kurzschlussstrom von 0,5mA 
geschrieben – die habe ich nun zwar zur Beispielrechnung zusammengelegt, 
tatsächlich bricht die Spannung im Kurzschluss beim Kurzschlussstrom 
massiv ein, so dass vielleicht ein Zehntel des oben errechneten Wertes 
realistisch zu erwarten ist. Im Sommer im Mittel vielleicht nochmal ein 
Zehntel davon, wenn überhaupt.

Mach dir die Zahlen doch mal bitte deutlich und dann denke nochmal 
drüber nach, ob ein Peltierelement für deinen Job tatsächlich die 
richtige Wahl wäre. Es gibt nicht viele Tiere, die so einen Trümmer, wie 
du ihn für brauchbare Energieausbeute benötigst (mehrere große 
Peltierelemente samt Kühlkörpern mit großer Fläche, Wandler, Speicher, 
dann wird das Ganze auch noch wasserdicht verpackt sein müssen und 
mechanisch sollte es auch nicht direkt am nächsten Busch zerschellen), 
permanent tragen können – schon gar nicht unbemerkt, bzw. nicht störend.

Auch, wenn’s dir nicht passt: mit Peltierelement bist du auf dem 
Holzweg. Das taugt für festverbaute Sachen mit hohen 
Temperaturdifferenzen, und ordentlich Platz für die Unterbringung, aber 
nicht, um sinnvoll Energie aus Körperwärme zu gewinnen.

: Bearbeitet durch User
von Achim S. (Gast)


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Jack V. schrieb:
> 0,05V bei 0,0005A über 20 Jahre entsprechen rund 4,4Wh, oder etwa
> 2900mAh bei 1,5V. Das entspräche 2 AA-Batterien, wenn man die Energie
> des Peltierelements denn sinnvoll speichern könnte (Hinweis: kann man
> nicht ohne Weiteres).

die Rechnung war natürlich nur beispielhaft gemeint, aber der 
Vollständigkeit sollte man sagen, dass hier Leerlaufspannung und 
Kurzschlussstrom betrachtet wurden. Selbst bei optimaler 
Leistungsanpassung bleibt noch 1/4 der gerechneten Leistung, also 
25mV*250µA=6µW. Auf 20 Jahre gerechnet also ca. 1Wh bzw. eine "halbe 
AA-Zelle". Von all den Umwandlungs- und Speicherproblemen, die Jack 
genannt hat, abgesehen.

Eine Solarzelle der selben Fläche bringt um Größenordnungen mehr 
Leistung (wobei als nächstes wahrscheinlich das Argument kommt, dass das 
Tier in unbeleuchteten Höhlen unter der Erde wohnt). Sie ist leichter 
(kommt ohne Kühlkörper aus). Sie liefert schon ohne hoch-Transformation 
einige hundert mV. Sie ist langlebiger (weil sie nicht "flach auf das 
Tier geklebt" werden muss um ausreichend Wärmekontakt zu bekommen).

Ich hoffe, das Tier ist beim Aufkleben des Peltiergenerators schon 
ausgewachsen und hat kein nachwachsendes Fell. Sonst wird es mit dem 
notwendigen thermischen Kontakt zwischen Tier, Peltiergenerator und 
Umgebung auf 20 Jahre nicht so gut laufen.

Nico G. schrieb:
> Du vergisst aber, das das ganze bei einem Tier wesentlich Effektiver
> wäre.

Ich wünsche viel Erfolg, wenn du mit deinem Aufbau erste eigene 
Erfahrungen sammeln wirst.

von Christian E. (cerker)


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Jack V. schrieb:
> Nico G. schrieb:
>> Du vergisst aber, das das ganze bei einem Tier wesentlich Effektiver
>> wäre.

> Ähm … wenn das Tier nicht eine erheblich höhere Körpertemperatur hat,
> dann: nein. Zumal du eben nicht mal ’nen angemessenen Kühlkörper auf die
> andere Seite montieren kannst.

> Es gibt nicht viele Tiere, die so einen Trümmer, wie
> du ihn für brauchbare Energieausbeute benötigst (mehrere große
> Peltierelemente samt Kühlkörpern mit großer Fläche, Wandler, Speicher,
> dann wird das Ganze auch noch wasserdicht verpackt sein müssen und
> mechanisch sollte es auch nicht direkt am nächsten Busch zerschellen),
> permanent tragen können – schon gar nicht unbemerkt, bzw. nicht störend.

@Nico G.
Es ist Winter. Nimm einen größeren Alukühlkörper in die Hand und damit 
geh draussen spazieren, in direktem Hautkontakt und in freier Luft.

Danach überlege dir, ob das nicht doch störend für das Tier ist .. und 
auch wenn das Peltier auf der warmen Seite "wärmer" ist, die 
Temperaturempfindung von Lebewesen beruht auf Wärmeflussraten, nicht 
absoluten Temperaturen. Daher ist die Holzbank in der Sauna kein 
Problem, der heiße Metallkochtopf aber schon.

Gruß,
Christian

von Harald W. (wilhelms)


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Nico G. schrieb:

> Das ist echt traurig. Soll ich den Tieren stattdessen
> Solarplatten umhängen?

Das wäre wohl wirklich sinnvoller.

von Achim S. (Gast)


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Achim S. schrieb:
> die Rechnung war natürlich nur beispielhaft gemeint, aber der
> Vollständigkeit sollte man sagen, dass hier Leerlaufspannung und
> Kurzschlussstrom betrachtet wurden.

Ups: ich hab erst zu spät gesehen, dass das Jack selbst auch schon 
klargestellt hat. Sorry: ich wollte eigentlich nicht bereits gesagtes 
wiederholen.

von Nico G. (ockerle)


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Gut, möglicherweise ist ein Peltier Element in dem Fall ungeeignet. Hat 
dann jemand Erfahrungswerte mit bereits beschriebenen Magnet/Spule 
Prinzip, das mechanische in Elektrische Energie umwandelt? Mein Ziel ist 
es eben mehr Energie zur Verfügung zu haben wie mir ein Herkömmlicher 
Akku geben kann. Desto mehr Energie zur Verfügung steht, desto komplexer 
können die Informationen sein, die gesammelt werden.

von Jack V. (jackv)


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Nico G. schrieb:
> Mein Ziel ist
> es eben mehr Energie zur Verfügung zu haben wie mir ein Herkömmlicher
> Akku geben kann. Desto mehr Energie zur Verfügung steht, desto komplexer
> können die Informationen sein, die gesammelt werden.

Dann drück dich doch bitte mal im Klartext aus: welche Leistung brauchst 
du mindestens in welcher Häufigkeit für welche Dauer? Welche Leistung 
wäre wünschenswert? Mit welcher minimalen Spannung funktioniert deine 
Messeinrichtung zuverlässig? Was ist mit der peripheren Beschaltung, was 
braucht die? Wie speicherst du?

Du brachtest als Argument gegen Batterien vor, dass du da ja nicht 
wieder rankämest, weil das Tier in die Freiheit entlassen würde und sich 
dann quasi am anderen Ende der Welt befinden würde, richtig? Aber wie 
willst du dann an die Messwerte kommen? Funk für alles über einige Meter 
hinaus braucht erheblich mehr Energie, als man sie mit den heute 
möglichen Harvesting-Möglichkeiten erzeugen kann. Und um Defekte zu 
beheben, wirst du dich sowieso zum Tier bewegen müssen – dann kannst du 
auch gleich die Batterien prüfen und ggf. ersetzen.

von Der Zahn der Zeit (Gast)


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Ich unterscheide stark zwischen der Antwort auf die Frage und dem Ziel, 
was erreicht werden soll. Ich tendiere dazu, mich mit der Frage zu 
befassen und mir darüber Gedanken zu machen. Weniger, ob das Hilfe für 
den Fortschritt auf dem Holzweg ist. Und schon gar nicht dazu, meine 
Klugheit mit Bashing des Fragestellers zu dokumentieren.

Batterie: Das hängt natürlich von den Einsatzbedingungen ab. Ein Lithium 
9 V-Block hat ca. 10 Wh, auf 20 Jahre (170000 Stunden) verteilt ca. 60 
µW (rechne mal besser einer nach...). Bei meinem Versuch wäre die 
erzeugte Leistung noch etwas kleiner bei größerem und schwererem Aufbau. 
Es käme auch noch ein Pufferspeicher unbekannter Kapazität dazu. Aber 
dafür wäre die Lösung vermutlich weniger "umweltabhängig". So eine 
Lithium-Batterie hat ja eine angegebene Gebrauchsdauer von 10 Jahren, 20 
sind wohl auch drin - aber unter welchen Umständen? Am Südpol? In der 
Sahara? Würde das passen? Es hängt so viel von der konkreten Anwendung 
ab. Und es ist eher wahrscheinlich, dass andere Alternativen geeigneter 
sind.

Nico G. schrieb:
> Und weißt du zufällig bescheid über Kenndaten und
> Eigenschaften nach denen ich beim Kauf eines Peltiers für diesen
> Einsatzbereich Ausschau halten sollte?
Eher nicht. Aber kauf eins, spiel damit, und du wirst in kurzer Zeit 
erfahren, was erreichbar ist, insbesondere unter deinen Umständen.

Was mich übrigens irritiert ist, dass bei meiner obigen Messung 
Leerlaufspannung/Kurzschlussstrom 100 Ohm herauskommt, aber im Betrieb 
hat das Element ca. 4 Ohm. Dann sollte eine deutlich höhere Leistung 
erreichbar sein. Muss ich noch mal checken.

von Paule, Bademeister (Gast)


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Nico G. schrieb:
> Auf was für Kennwerte muss ich denn beim Kauf eines Peltier
> Elementes achten, wenn ich es zum Energy Harvesting benutze?

Eigentlich auf nichts, denn die Dinger sind immer ähnlich schlecht, und 
zwar bei beiden Anwendungen. Falls du Handwärme als Quelle nutzen 
willst, und nur ein Peltier vorsiehst, kannst du von maximal etwa 1mW 
ausgehen, durch das Abkühlen der Hand schnell auf vielleicht 300-500µW 
abnehmend.


Lothar M. schrieb:
> Da war doch der legendäre Thread mit dem Kunstwerk um jeden Preis.

Legendär war der Thread vor allem beim Thema moderatorisches 
Totalversagen zugunsten scheinbarer Fachleute, die null komma nix zur 
Lösung des Vorhabens beigetragen haben!
Und du bist schon wieder auf dem Holzweg. "Kunstwerk um jeden Preis" ist 
deine abwertende Ansicht dazu, aha. Meine ist, daß ein Mann allein das 
in der Realität durchgezogen hat, was sich das gesamte Forum nicht mal 
theoretisch zutraute. Geschweige denn, hätte jemals bauen können.
Threads wie dieser müssten auf der Startseite oben angeheftet werden! 
Denn solche Projekte sind hier an drei Fingern abzählbar.
Wenn, ja wenn jemand genug Arsch in der Hose gehabt hätte, die üblichen 
OT-Plaudertaschen wenigstens dort mal einzunorden.
Aber bekanntlich zählt hier von jeher Masse statt Klasse.

von batman (Gast)


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Naja, es geht einfach öfters in die 'gefährliche' Richtung: Leute, ich 
hab ne tolle Idee und ihr müßt mir erklären, wie die funktionieren soll.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Nico G. schrieb:
> Wenn man davon ausgeht, das @Zahn der Zeit eine Raumtemperatur von 22°
> und eine Körpertemperatur von 36° hat, haben wir eine
> Temperaturdifferenz von 14°.
Ich schrieb in einem meiner Links, dass sich ein Peltierelement, das auf 
der "anderen Seite" gut gekühlt ist, auch auf der "einen Seite", wo 
meine Haut ist, kühl anfühlt. Denn der Thermische Widerstand des 
Peltierelements muss ja idealerweise möglichst niedrig sein, dass es die 
zu kühlende Wärme möglichst schnell auf die Kühlkörperseite bringt.
Einfach mal ein paar Minuten darüber nachdenekn.

> Wenn man aber von einer Outdooranwendung
> ausgeht, wird das ganze außer im Sommer also eine wesentlich größere
> Temperaturdifferenz haben und damit auch mehr Energie umwandeln können.
Also wird der Punkt, an dem das Element am Körper aufliegt, einfach 
abgekühlt und hat eben nicht mehr die ursprünglichen 36°, sondern nur 
26°C. Und damit werden aus den 14°C Differenz noch kümmerliche 4°C.

Halte mal deine Zunge bei -20°C an einen Laternenmast. Du wirst dich 
wundern, wie schnell die von +36°C auf -10°C abgekühlt ist.

: Bearbeitet durch Moderator
von IGMler (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Nico G. schrieb:
> eines Peltier Elementes achten, wenn ich es zum Energy Harvesting
> benutze?
>
> Da war doch der legendäre Thread mit dem Kunstwerk um jeden Preis.
> Daraus ein paar Auszüge:
> Beitrag "Re: handwärme-peltier-energie in stromnetz einspeisen"
> Beitrag "Re: handwärme-peltier-energie in stromnetz einspeisen"
> Beitrag "Re: handwärme-peltier-energie in stromnetz einspeisen"
> Beitrag "Re: handwärme-peltier-energie in stromnetz einspeisen"
> Im Rest vom Thread sind aber auch noch ein paar Perlen versteckt... ;-)

von Günni (Gast)


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Nico G. schrieb:
> Hat
> dann jemand Erfahrungswerte mit bereits beschriebenen Magnet/Spule
> Prinzip, das mechanische in Elektrische Energie umwandelt?

Ich hatte das mal ausprobiert und eine Neodymkugel in einer Spule hin- 
und herrollen lassen. Da kam ich auf einige mW-Leistung (Spannung linear 
abhängig von der Windungszahl). Der damalige "Gegenentwurf" mit einem 
Piezoelement lieferte übrigens eine um einen Faktor 100 kleinere 
Leistung. Für den geplanten Anwendungsfall würde ich einen kleinen 
Stabmagneten als Ende eines ebenfalls kleinen Pendels anbringen, der bei 
Bewegungen auf beiden Seiten abwechselnd in eine Luftspule eintaucht. 
Größe und Gewicht der Anordnung richtet sich natürlich nach der Größe 
des Tieres. (An einem Bison kann man größere Strukturen als an einer 
Maus anbringen. - Sorry, ich werde wieder ernsthaft.) Nicht 
funktionieren würde die Anordnung aber bei Zugvögeln, die auf dem langen 
Weg kaum eine Änderung der Körperachse haben und an einem Flügel kann 
man die Anordnung wohl nicht anbringen. Aber bei Tieren, die sich 
"normal" bewegen, müsste das funktionieren.
Noch eine ernst gemeinte Anmerkung zu den Peltierelementen. Es ist schon 
ein Unterschied, ob man solch eine Anordnung an der unbehaarten Haut der 
Hand hat oder ob man es bei einem Tier im Fell oder an einer kahl 
geschorenen Stelle anbringen (kleben??) will. Und ein Fell würde auch 
die Gegenfläche von der Umgebung isolieren und so den Wärmeaustausch 
sehr verringern. An einem der sonst üblichen Halsbänder könnte man 
solche Elemente jedenfalls nicht anbringen - kann ich mir jedenfalls 
nicht vorstellen.
Wenn es gewünscht ist, wäre ich auch für eine direkte Kontaktaufnahme 
bereit.

von Harald W. (wilhelms)


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Nico G. schrieb:

> Mein Ziel ist
> es eben mehr Energie zur Verfügung zu haben wie mir ein Herkömmlicher
> Akku geben kann.

Das wird Dir wohl kaum gelingen. An welche Tiere hast Du eigentlich
gedacht?

von Günni (Gast)


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Bei Wikipedia gibt es übrigens ein Bild der Seiko Uhr unter:
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1e/Seiko_-_Herrenuhr_SKA531P1%2C_ge%C3%B6ffnet.JPG
Da sieht man in der höchsten Auflösung die beiden Spulen und der 
halbkreisförmig gestaltete drehbare Magnet (statt eines Pendels).
Die Beschreibung dazu findet sich unter:
https://en.wikipedia.org/wiki/Automatic_quartz

von ITler (Gast)


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Ja, diese Prinzipien sind sehr interessant, funktional zu
bekommen auch - allerdings nach einiger Einarbeitung und
erst nach zahlreichen Versuchen im Eigenbau mit einer nur
ansatzweise vergleichbaren Leistungsdichte (angepaßt an
verschiedene Tierarten eventuell sogar ganz verschieden
aufzubauen, für jene höhere Leistungsdichte).

Um eines noch mal deutlich zu sagen: Peltier? Hier? Nein!

Günni schrieb:
> an einer kahl geschorenen Stelle anbringen (kleben??)

Follikel abtöten, damit das was würde? Und die Talgdrüsen?
Kontakt zur Haut ist genau so problematisch dauerhaft her-
zustellen, wie eine ausreichende Kühlung der kalten Seite
sicherzustellen ist.

(Übrigens könnte schwarz eloxiert gut den IR-Anteil des
Sonnenlichts einfangen - ach Mist, sollte es ja gar net.)


Es gibt alleine schon hier genannt so dermaßen viel, was
dem Original-Plan entgegensteht, daß man die Idee Peltier
getrost völlig vergessen kann - Experimente damit also
nicht_HIERFÜR (von mir aus aus grunds. Interesse dran,
aber halt nicht im Zusammenhang mit dieser Aktion hier)
anzuraten sind.


Reicht das wirklich nicht (oder hat man Zeit dazu bzw.
Langeweile - unterhaltsam ist der Thread schon irgendwie)
- dann gerne weiteres dazu, dort wo hier Lothar preisgab:

Beitrag "Re: Energy Harvesting Peltier Element"


Also kurz: Ist evtl. auch der Weg das Ziel, und die Zeit
zur Realisierung unkritisch, könnte man Versuche mit der
induktiven Wandlung von Bewegungenergie machen. Eher nur
in besonders sonnigen Gebieten (und bei Tieren, die sich
auch dieser aussetzen...) könnte PV funktionieren -- für
die sichere (und zügige) Realisierung würde man sich auf
die oben genannten Primärzellentechnologien mit geringer
Selbstentladung stützen, das ginge klein und leicht.

von ITler (Gast)


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Elliot schrieb:
> Wissenschaft ist nichts weiter als Vergewaltigung der Natur.

Na sicher - dann aber jetzt schnell ab in die Höhle
mit Dir, natürlich nackt bzw. einzig mit frisch vom
Tier gezogenen Fell (wie Du dessen, und die zwecks
Überleben nötigen folgenden, Tötung(en) einordnest,
überlasse ich Dir).

Was für ein Krampf.

von Lurchi (Gast)


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Auch wenn es im Prinzip funktioniert ist die Leistungsdichte der 
thermoelektrischen Wandler recht gering, vor allem bei eher kleiner 
Temperaturdifferenz. Man braucht nicht nur das Peltierelement, sondern 
auch noch die thermische Ankopplung wie etwa einen Kühlkörper.
Solarzellen oder Piezoelemente dürften da deutlich besser sein.

von ITler (Gast)


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Lurchi schrieb:
> Leistungsdichte

Entschuldigung, ich bezog mich speziell auf den Post
oberhalb meines ersten mit dieser Begriffsverwendung.
(Also falls sich Dein Post irgendwie auch auf meinen
beziehen hatte sollen, und zur allg. Klärung dessen.)

von M. K. (Gast)


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Elliot schrieb:
> Wissenschaft ist nichts weiter als Vergewaltigung der Natur.
Da sitzt Du nun in Deiner geheizten Wohnung, wohl genährt, durch 
medizinische Versorgung bis heute am Leben gehalten, gekleidet in 
Kunstfaser, umringt von Technik, die vor 100 Jahren noch pure Zauberei 
gewesen wäre und fabulierst über die 'gute Natur'
Ohne die 10.000 Jahre Wissenschaft der globalen Menschheit im Rücken 
würdest Du doch keine drei Tage durchhalten.
Verhungert, erfroren, von wilden Tieren zerissen oder von Krankheiten 
grausig zugrunde gerichtet.
Kleine Verletzungen oder ein schlimmer Zahn wären Dein Todesurteil.
Eine durchschnittliche Lebenserwartung von 30J.
Ich wäre schon lange Tot und müsste mir so einen Müll nicht mehr 
anhören.

> Stell dir
> einfach mal vor, die Tiere würden das mit Menschen machen, was Menschen
> mit den Tieren machen.
Tun sie.
Ausrottung von Raubtieren, Hygienekonzepte und Antibiotika hindern sie 
nur daran.
Durch Massentierhaltung psychotisch gewordene Tiere werden von durch 
Massenhaltung psychotisch gewordenen Menschen gefressen.
Ob die 17 Millionen Nerze in Jütlands Pelzfarmen auch von Freiheit in 
der guten Natur träumen, obwohl die noch nie auch nur einen Bissen 
selbst gefangen haben in einer Natur die nie und nimmer 17 Millionen 
Nerze ernähren könnte?

Aber unser Vorsprung schrumpft.
Multiresistente Keime sind auf dem Vormarsch.
Bakterien, Pilze und Viren, nur noch mühsam zurückgedrängt durch ein 
paar verbleibende Medikamente die noch dagegen wirken.

Geh mal raus in die Welt, in eine Region in der es wunderschöne Natur 
gibt und nichts anderes als wunderschöne Natur.
Nord-Norwegen / Lappland ist nur ein paar Tage Fahrzeit weg.
Nach drei Tagen ohne warme Dusche, ein weiches Bett, ein warmes Essen, 
spürtst Du nichts als Dankbarkeit für die Annehmlichkeiten unserer Welt.

Wer wirklich was für unseren Planeten tun will, der stürzt sich ins H2O.
Ökologischer Fussabdruck auf Null reduziert. Ziel erreicht.
Alles andere ist doch nur Wohlstandgequatsche übersättigter 
Konsumterroristen.

von Percy N. (vox_bovi)


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Christian E. schrieb:
> Temperaturempfindung von Lebewesen beruht auf Wärmeflussraten, nicht
> absoluten Temperaturen. Daher ist die Holzbank in der Sauna kein
> Problem, der heiße Metallkochtopf aber schon.

Und deshalb eignet sich die Holzbank in der Sauna auch genau so schlecht 
als Wärmrquelle wie der Pelz eines Polarfuchses.
Welches ist denn das Wundertier, das an der frei zugänglichen 
Körperoberfläche 36 ⁰C bereitstellt?
Ich hatte oben schon darauf hingewiesen, dass es sich um die 
Körperkerntemperatur handelt, aber das interessiert ja nicht, weil es 
der Durchführung des Experimentes entgegensteht.
Nico, warum fragst Du, wenn Du die Antworten nicht wissen willst?

von Praktiker (Gast)


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Hallo

Moderatoren wird es nicht langsam Zeit ein "Hygienekonzept" bei diesen 
Thread durchzuziehen?
Im noch besten Fall sind hier einige Troll"Viren" aufgetaucht die hoch 
ansteckend sind und den Thread (somit ein klein wenig auch das gesamte 
Forum) zerstören, im schlechteren und schlimmeren Fall aber eine Sorte 
von "Extremisten- und Spinnervieren" den man keine Bühne bieten sollte 
da sie weitere "Viren" (Wirrköpfe) anziehen.
PETA Jünger, Wissenschaftleugner braucht das Forum wohl noch weniger als 
den gemeinen Troll und die "alles niedermachen Nerds" (die böse Sorte 
von Nerds) die zu einen technischen Forum wohl leider dazugehören und 
mit den geübte Forennutzer aber umgehen können und somit einfach ein 
Übel sind das man mitschleppt.

Praktiker

von Benjamin K. (bentschie)


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Hast Du Dir das mal angesehen, den Flyer zum Beispiel?

MaWin schrieb:
> Gähn
>
> https://www.icarus.mpg.de/16575/ueber-icarus
>
> Nein, kein Seebeckelement.

Die schaffen eine Funkkommunikation über 800km! Und das mit einer 
Sensoreinheit von 5g (ein Blatt DIN A4). Die Batterie hat 70mAh und 
reicht für mindestens 1 Jahr. Das hochgerechnet, kommst du mit 1400mAh 
auf 20 Jahre Betrieb.
Die erstbesete Lithium-Thionyl-Chlorid Batterie die ich gefunden habe, 
hat 3,6Ah und wiegt 20g. Mit dem Ansatz solltest Du irgendwo bei 15g 
rauskommen.
Da ist der Kühlkörper mit Sicherheit größer und schwerer.

Um was für Tiere geht es eigentlich?

von Anhard (Gast)


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Benjamin K. schrieb:

> Um was für Tiere geht es eigentlich?

Brathähnchen.

von Erwin Hendlinger (Gast)


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Anhard schrieb:
> Brathähnchen.

Looool

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