Электричество от дровяной печи своими руками

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 06.08.2024

Мы привыкли, что дрова – это топливо, которое помогает нам развести костер, способный согреть воду или обогреть помещение своим жаром. Странно слышать о том, что горение дров может помочь в выработке электричества. Тем не менее, на современном рынке начали появляться электрогенераторы на дровах, способные предоставить энергию, необходимую для подключения множества электроприборов.

Средняя мощность современных электрогенераторов такого типа находится на уровне 50 Вт. Наиболее мощные модели позволяют подключать оборудование, общая мощность которого достигнет 100 Вт. Полную мощность такие устройства набирают достаточно быстро, а потому уже через 10 минут после запуска наблюдается выход на максимум. В качестве топлива этого оборудования можно использовать не только дрова, но и их аналоги, к примеру, специальные брикеты.

Эта современная печка, конечно, способна стать незаменимым помощником для поклонников активного отдыха вдали от цивилизации, дачников, охотников или туристов. Конечно, можно держать это устройство и в благоустроенном коттедже, чтобы использовать его при аварийных отключениях электричества.

Печь-электрогенератор

Устройство электрогенератора

Если взглянуть на современные тенденции развития технологий сбережения энергии, то электрогенератор на дровах выглядит просто идеальным устройством. Удивительно, но его идею нельзя назвать инновационной. Отыскать ее можно еще на страницах литературы, посвященной ВОВ. Партизаны, испытывающие острую необходимость в передаче срочной информации командованию, пользовались электростанциями, нуждающимися в значительных количествах электричества.

Для этого брался обыкновенный котелок с водой и ставился на огонь. В основании котелка фиксировались элементы, задача которых заключалась в превращении температурной разницы в электричество. Работы в данном направлении ведутся уже очень долгое время, но высокая стоимость элементов Пельтье до последних пор имела значение главного фактора, тормозящего развитие.

Устройство элемента Пельтье

Под элементом Пельтье понимается преобразователь температуры в электричество. Конечно, пока большей популярностью пользуются дизельные или бензиновые генераторы, но их минус состоит в дороговизне топлива. Несмотря на то, что сам генератор стоит дороже, топливо для него можно без проблем отыскать в лесу, буквально под ногами. Итак, современные электрогенераторы на твердом топливе отличаются следующими преимуществами:

Для нас давно стало привычным использовать дрова для разведения костра или домашнего очага. И слышать о том, что горящие дрова могут помочь произвести электричество, довольно странно. Но, несмотря на это, современный рынок содержит большой выбор моделей электрогенераторов, которые в качестве топлива используют древесину.

Если вкратце, то мощность такого оборудования в среднем достигает 50 Вт, кроме этого, существуют более мощные установки, которые позволяют обеспечить оборудование более высокой мощности примерно до 100 Вт. Полный объем энергии наберется примерно через 10 минут, что достаточно быстро для такого типа оборудования. Для работы такого прибора разрешено использовать не только дерево, но и его аналоги.

На сегодняшний день электрогенератор на дровах, используется достаточно широко, конечно, до крупных масштабов пока далеко, но даже это достижение означает очень многое.

Сфера применения

Если сравнивать данный электрогенератор с другими аналогичными устройствами, то он также подходит для выполнения двух основных задач:

В случае нестабильной работы централизованной системы электроснабжения, отключения электроэнергии или в случае аварийной ситуации, устройство обеспечит резервный источник питания.
Для оборудования небольшой мощности это устройство обеспечит постоянный источник питания.

Конечно, электрогенератор, используемый в качестве топлива дрова, не сможет в полной мере заменить монофункциональный автономный источник электроэнергии, но в домашнем хозяйстве, для обслуживания бытовых приборов, он вполне подойдет.

Как вариант, его можно использовать, отправляясь на отдых, охоту или рыбалку. Для дачи этот генератор станет отличным решением, если дачный массив не подключен с централизованной системой электроснабжения.

Особенности конструкции и принцип работы

Принцип работы этого агрегата держится на элементе Пельтье, благодаря которому возможно получить электроэнергию посредством температуры. Этот элемент имеет керамическое покрытие, которое представляет собой изолятор для электричества. Одна сторона изолятора имеет свойство отдавать тепло, а другая, наоборот, поглощать. Внутренняя конструкция состоит из 1 проводника меди, и двух полупроводников типов P и N.

На выходе этот генератор выдает 12 В напряжения. Конечно, использование генератора с такой отдачей вряд ли сможет обеспечить ряд приборов даже бытового предназначения, но применив инвертор или конвертор, можно получить электрогенератор, который на выходе даст 220В.

Кроме этого устройства, существует и другая разновидность, это электростанция автоматизированного типа. Этот тип более производительный, в качестве топлива тоже используется твердое топливо, получая в результате электроэнергию.

Работа электрогенератора достаточно простая, для этого потребуется соблюдение всех правил:

Первое что нужно сделать, это заложить топливо в устройство и поджечь его. В результате горения происходит нагрев стенок печки и элемента Пельтье, который располагается на одной из стенок.
Та сторона, которая расположена на радиаторе, будет постепенно подвергаться охлаждению, благодаря более низким уличным температурам. Мощность устройства будет больше, если разница температур будет больше. Самая большая производительность устройства будет достигнута, в случае повышения показателя температур до 100 градусов.
Для охлаждения радиатора используют снег или воду. Как вариант можно перенести устройство на лед.
Необходимо помнить о максимальных значениях температур и не превышать этих значений, иначе элемент Пельтье может сгореть.

Преимущества и недостатки

Если электрогенератор или электростанцию на дровах рассматривать более детально, то можно выделить один главный недостаток — это высокая стоимость. Хотя во время эксплуатации, средства, затраченные на приобретение, достаточно быстро окупаются, ведь основное топливо — это дерево, а оно значительно дешевле в отличие от бензина или дизельного топлива.

Но это не одно преимущества, это оборудование обладает несколькими преимуществами, в числе можно отметить:

Способность обогрева помещения до 50 куб. м.
Кроме основного предназначения, в выработке электричества и получения тепла, электрогенератор позволяет приготовить пищу.
Компактные размеры. Что особенно актуально в процессе транспортировки.
Долгий срок эксплуатации.
Небольшой вес конструкции.
Бесшумная работа.

Чем проще конструкция прибора, тем она надежнее, в плане износа. Под это правило попадает и электрогенератор, используемый дрова.

В промышленных масштабах изготовление таких агрегатов появилось не так давно, поэтому цена на них достаточно высокая, что подтолкнуло умельцев к изготовлению генераторов в домашних условиях.

Изготовление генератора в домашних условиях

Основной прибор, который понадобится, это элемент Пельтье, его можно приобрести или изъять из портативного холодильника. Кроме него, необходимо подготовить и другие детали:

стабилизатор напряжения,
металл для корпуса
радиатор охлаждения и кулер;
термопаста;
инструмент – заклепочник,
ножницы по металлу,
дрель;
паяльник;
клёпки.

Основная часть

Корпус — он выглядит в виде банки без дна, квадратной формы. Снизу располагаются отверстия для поступления воздуха, сверху находится подставка, на которой будет расположена емкость для воды.

С одного бока закрепляют элемент Пельтье, а к его холодной стороне, с помощью термопасты, прикрепляют радиатор.

Электрическая часть

Оптимальным вариантом будет, если вы нашли стабилизатор в одном корпусе с USB гнездом. Это позволит одновременно выполнять несколько функций: готовить еду и заряжать различные устройства. Для этого необходимо выполнить условие, при котором генерируемое элементом Пельтье электричество, будет подаваться на разъем USB.

Этот стабилизатор спаивают вместе с элементом Пельтье, основываясь на полюса. Для избежания попадания влаги внутрь прибора, его очень тщательно изолируют.

Критерии для выбора

Если вы все-таки решили приобрести агрегат, то вам понадобятся некоторые критерии, на которые вы сможете опираться при выборе.

Выбор упрощается тем, что для домашнего использования подходят только печи-генераторы, а для промышленного использования берут крупногабаритные электростанции. Обычно мощность таких станций варьируется от 100–200 кВт.

Выбирая устройство, обратите внимание на то, какую площадь, оно будет обслуживать, и на какую мощность нужно рассчитывать.

Чтобы рассчитать количество необходимого топлива, потребуется спланировать степень эффективности и использования агрегата, от этих показателей будет зависеть объем контейнера для дров.

Общие рекомендации

Для эффективного использования этого устройства вам помогут несколько рекомендаций:

Для поддержания высокой температуры потребуется контролировать степень прогорания топлива. Функцию, для автономной подачи топлива, эти генераторы не имеют.
Этот вид электрогенератора должен быть оборудован дымоходом, для удаления продуктов горения.

С помощью древесины можно не только разводить костер в лесу или топить камин в доме. Горящие опилки могут послужить сырьем для получения электричества, как бы странно это ни звучало. Производители отопительных приборов готовы предложить разнообразные модели электрогенераторов на дровах. Использовать древесину в качестве топлива не только удобно, но и довольно экономично.

Для обогрева устройства этого вида используются повсеместно. Вырабатывать электричество из дров удобно в случаях:

1. Частых сбоев в центральной системе электроснабжения.
2. Отключения электричества при аварии.
3. При использовании оборудования малой мощности. Генератор будет выполнять функцию постоянного источника питания.

Стать полноценной заменой электрогенератора это устройство не сможет. Но его вполне допустимо использовать в качестве агрегата для домашнего хозяйства при обслуживании бытовых устройств. Отличным вариантом эта установка послужит для дачи, рыбалки или другого вида отдыха на природе. Везде, где нет централизованной системы электроснабжения, этот механизм будет незаменим.

В основе работы твердотопливного генератора находится элемент Пельтье, который позволяет получить посредством температуры электричество. Он представляет собой электрический изолятор с покрытием из керамики. Работа сводится к принципу поглощения тепла с одной стороны и его отдачи с другой.

Конструкция внутри имеет один медный проводник и два полупроводника типов P и N. Напряжение на выходе из станции равняется 12 В. Если дополнить твердотопливный модуль прибором инверторного или конверторного типа, то в итоге допустимо получить 220 В.

Другой разновидностью этой установки является автоматизированная электростанция. Она относится к более производительному виду твердотопливного оборудования. Работа устройства не представляет большой сложности. Для получения электричества необходимо следовать несложным правилам:

1. Положить дрова, опилки или уголь в специальный отсек и поджечь их. В результате горения произойдет нагревание стенок и основного элемента. Располагается он внутри одной из стенок прибора.
2. Поддерживать оптимальную температуру в устройстве. При 100 градусах допустимо получить от станции наибольшую мощность.
3. Охладить агрегат после использования. Электрогенератор позволительно выставить на ледяную поверхность или использовать холодную воду. Зимой можно просто применить снег в качестве охлаждающего вещества.

В период эксплуатации конструкции необходимо помнить о максимальном пределе температуры. В случае несоблюдения этого параметра основной элемент способен перегреться и сгореть.

При более пристальном рассмотрении у этого устройства выявляется существенный изъян — высокая стоимость для большинства дачников и туристов. Но при частом использовании цена оправдывается экономией на горючем. Дрова стоят намного дешевле, чем дизельное топливо или бензин.

При эксплуатации электрогенератора в помещении следует устанавливать дымоход. Приспособление выбрасывает в атмосферу продукты сгорания при работе. Несмотря на недостаток в виде стоимости, дровяной прибор имеет и важные достоинства. Среди главных плюсов следует выделить:

1. Возможность отапливания дома площадью до 50 метров кубических.
2. Вероятность использования механизма в качестве плиты для приготовления пищи.
3. Компактность. Прибор имеет небольшие размеры, что позволяет устанавливать его в небольших помещениях.
4. Длительный срок службы.
5. Маленький вес готовой конструкции.
6. Отсутствие шума при эксплуатации.
7. Экономность в использовании топлива. Горючие вещества приходится помещать в печь один раз в сутки. На древесном угле такое приспособление способно работать неделю.

Простые конструкции оказываются в процессе использования более надежными. Высокая стоимость обусловлена новизной изделия и его малым промышленным производством. Альтернативой в этом случае становятся приборы, сделанные собственными руками.

Самостоятельная сборка такой модели не представляет особых трудностей для народных умельцев. При создании электрогенератора на дровах своими руками необходимо купить или изъять из старого портативного холодильника элемент Пельтье.

Он выглядит как тонкостенный пластинчатый квадрат. Одна панель его производится из меди, другая — из никеля. На них крепятся контактные зажимы, впоследствии подключаемые к сети. Принцип работы заключается в том, что в момент прохождения тока через металлические поверхности одна сторона детали нагревается, а вторая — остывает.

При работе электрогенератора на твердом топливе применяется обратный способ действия: одна пластина нагревается за счет сжигания дров, а другая охлаждается посредством кулера и радиатора, подключенного к агрегату. В этот момент между деталями возникает электрический ток, который и требовалось получить.

Установки, имеющие средние показатели, образуют мощность до 60 Вт. Этого вполне достаточно для приготовления еды и обогрева дачного домика. Сделанные собственноручно компактные модули способны вырабатывать не более 5 Вт. Для освещения светодиодными лампами этого напряжения бывает достаточно.

Когда у мастера будет основной элемент, можно приступать к изготовлению прибора. Кроме основного устройства, в процессе сборки потребуется:

После того как все инструменты и расходные материалы будут готовы, можно приступать к сборке механизма. В продаже бывают готовые наборы электроинструментов.

Основная часть работ по сборке теплообменника сводится к изготовлению металлического корпуса в форме параллелепипеда или цилиндра. Отверстия для поступления воздуха устраиваются снизу, а вверху устанавливается подставка с емкостью под воду.

Радиатор при помощи термопасты фиксируется с холодной стороны. С другого края крепится главный нагревательный элемент. В процессе сборки потребуется стабилизатор электричества с USB разъемом. Такое приспособление создаст стабильное напряжение и позволит готовить пищу и заряжать различные электроприборы. Стабилизирующую деталь изолируют от влаги и спаивают с основным элементом с учетом полюсов.

Все места соединения должны иметь максимальную плотность. Для продуктивной работы приспособления и создания необходимой разницы температур на поверхностях требуется приобретать теплопроводящую пасту с показателем не менее 1 Вт/мК.

Этот агрегат является прототипом электрогенератора. Применяют газогенераторную электростанцию на дровах для различных целей, в том числе и для получения электричества. Сущность работы этого устройства заключается в выработке горючего газа.

Твердое топливо окисляется путем сжигания. В результате этой деятельности выделяются газы: метан, водород, углекислый газ. Их допустимо применять для разнообразных целей. В автомобильной отрасли их применяли для работы двигателей внутреннего сгорания.

Для собственноручного изготовления электростанции достаточно иметь генератор, двигатель внутреннего сгорания и газогенератор. Принцип работы установки заключается в получении газа, за счет которого будет работать двигатель. Последний станет вращать ротор генератора и образовывать в конечном счете электричество. Принцип работы приспособления позволяет использовать его не только в частном хозяйстве, но и в промышленных масштабах. Конструкции такого рода очень надежны.

Громоздкость станции является существенным минусом. Ее устройство должно включать в себя котел для получения газа и систему для охлаждения и очистки. Для выработки электричества ее следует дополнить электрогенератором и двигателем внутреннего сгорания (ДВС).

Учитывая стоимость отдельных деталей, даже самостоятельное изготовление конструкции обойдется недешево. В процессе эксплуатации следует тщательно следить за механизмом, чтобы избежать возгорания. Создать такой модуль под силу опытному мастеру, не боящемуся экспериментов. Подобрать готовую модель по приемлемой цене и с нужным видом топлива можно в торговых сетях.

Самодельный теплоэлектрогенератор: подробные пошаговые фото по изготовлению генератора вырабатывающего электрическую энергию при нагревании.

Приветствую любителей самоделок! Из этой статьи вы узнаете, как добыть электричество прямо из огня, а так же, как своими руками собрать небольшой компактный теплоэлектрогенератор.

Подобных устройств раньше было множество, но все они работали примерно на одном и том же принципе. Внутри находилось огромное количество термопар, один контакт термопары нужно было нагреть, а второй остудить. За счет этого и получался электрический ток.

Зачастую в качестве термопары использовали сплав сурьмы с цинком и сплав константан. Вместе эти сплавы давали достаточно неплохой результат, и в принципе стоили недорого, собственно благодаря этому и получили широкое применение в устройствах подобного типа.

Давайте соберем свой теплоэлектрогенератор из более-менее доступных компонентов и посмотрим, что реально можно запитать с помощью такого приспособления.

Изготовление самодельного теплоэлектрогенератора

Вообще получить электричество из тепла довольно просто. Достаточно соединить 2 куска различных металлов или сплавов и нагреть место контакта. В первой версии теплоэлектрогенератора будем использовать самые доступные металлы, и начнем с железа (стали) и меди.

Задача стоит следующая: необходимо сварить стальную и медную проволоку. Для этого понадобится угольный электрод, очищенный от медного покрытия.

На сварочном аппарате выставляем ток 40А (этого достаточно, чтобы зажечь небольшую дугу и аккуратненько сварить вместе две проволоки).

Как оказалось, в принципе сварить вместе сталь с медью не так уж и сложно. Теперь давайте посмотрим сколько же электричества можно получить из такой простой штуковины. Для этого подключаем мультиметр, подогреваем термопару и смотрим за показаниями прибора.

Как видим, при нагреве термопары зажигалкой, напряжение начинает расти и уже получаются какие-то там микровольты. Но это совсем мало, давайте усилим нагрев и прибегнем к помощи горелки.

В пламени горелки термопара раскалилась докрасна, а максимальное напряжения, которое получилось выжать из этой термопары достигло 0,004В.

Значит для того, чтобы получить напряжение в 5В потребуется примерно 1250 таких термопар. Согласитесь, компактным такое решение точно не назовешь. Давайте попробуем использовать другую пару металлов, например, железо и алюминий.

Свариваем обе проволоки вместе и тестируем точно таким же образом.

Из этой термопары получилось выжать почти 0,003В, что меньше предыдущих показаний. Алюминиевая проволока очень быстро плавится и сильного нагрева не выдерживает, а значит не подходит для поставленной задачи.

Теперь давайте проверим термопару с висмутом, ведь если верить таблицам, то результаты должны быть просто зверские. У автора как раз есть кусок висмута (остался после прошлых экспериментов). Металл очень легко плавится (температура плавления висмута составляет всего 270°C). Поэтому не составит труда отлить пруток и вплавить туда стальной стержень и таким образом получить термопару.

Как видим, даже при малейшем нагреве напряжение начинает расти.

А теперь возьмем термопару из сплавов хромель и алюмель. Это самая распространенная термопара. Давайте посмотрим сколько вольт можно будет выжать из такой термопары.

Как видим, даже при небольшом нагреве напряжение растет выше 10мВ. Если же нагреть термопару докрасна, то получим уже больше 30мВ. Хоть результат и неплохой, но все равно слабоват для компактного генератора малых размеров.

Теперь возьмем элемент Пельтье.

Внутри у него расположено большое количество термопар из полупроводников. Полупроводниковые термопары должны быть гораздо эффективнее, чем металлические, и за счет большого количества последовательно соединенных термопар, они дают достаточно высокое напряжение при относительно невысоком нагреве.

Простая кружка с кипятком поставленная на элемент Пельтье, и он уже дает напряжение 1В.

Давайте попробуем собрать небольшую установку с использованием 4-х элементов Пельтье, чтобы получить более высокое напряжение. Для изготовления прибора потребуется алюминиевая профтруба и полоса, тарелка, и вот такая вот мочалка:

Сперва отрежем 4 куска трубы по 6см. Если сложить их вместе, то получится неплохой теплообменник, который будет равномерно распределять тепло по всем четырем сторонам и будет исключать локальный перегрев.

В качестве стенок корпуса будут куски полосы шириной в 4см.

Далее с помощью винтов собираем боковые стенки и теплообменник, вот такой дымоход получился:

Теперь необходимо установить элементы Пельтье и систему охлаждения. Радиаторы изготовим из все той же полосы алюминия. Сначала на листе бумаги расчертим, как должен выглядеть радиатор. На чертеже можно легко измерить примерный угол наклона каждого из ребер радиатора и это очень поможет в дальнейшей работе.

Изготовим еще 3 аналогичные конструкции и закрепим радиаторы с помощью алюминиевой проволоки.

Когда все радиаторы установлены на свои места, можно провести первое тестирование. Зажигаем свечу и помещаем ее внутрь устройства.

Как видим, напряжение начинает расти, но останавливается едва, преодолев 0,5В. При этом теплообменник нагрелся всего лишь до 40°C, что очень мало, так что можно греть дальше.

Большая часть горячего воздуха просто проходит мимо и нужно это исправлять. А поможет в этом обычная мочалка из нержавейки, которую используют для мытья посуды. Стальная проволока будет задерживать воздушный поток и будет хорошо передавать тепло алюминиевому теплообменнику. Тут главное не переборщить, чтобы воздух мог легко проходить сквозь этот теплообменник.

Такой вот простой доработкой получилось увеличить эффективность конструкции и повысить напряжение почти до 1,5В. Можно сказать, получилась пальчиковая батарейка.

Температура у основания радиатора поднялась до 48°C, до предела далеко, так что можно греть дальше. И давайте попробуем подключить простенький китайский повышающий DC-DC преобразователь. На вход ему можно подавать напряжение от 1 до 5В, а на выходе получаем стабильные 5В пригодных для зарядки смартфона и питания различных usb-устройств.

Небольшой светодиодный светильник хоть и не слишком ярко, но все-таки светится от этого генератора. А теперь подключим смартфон.

Телефон действительно видит зарядку, но отказывается заряжаться от этой штуковины.

В общем получать электричество таким способом можно, но чтобы зарядить смартфон, мощность этого теплоэлектрогенератора нужно увеличить.

Смотрим видео автора самоделки:

Читайте также: