Ответить 10 месяцев назад

Я сделал несколько столешниц, и они выглядят потрясающе. Столешницы из массива дерева могут сильно обжечься, а затем наполниться эпоксидной смолой, чтобы придать вам красоту и ровную поверхность.
Тем не менее, если вы не чувствуете себя в безопасности или не проинформированы о работе электричества, вы принимаете разумное решение. Первоначально я сделал свое оборудование (с ОЧЕНЬ большим количеством функций безопасности, чем этот дизайн), потому что это интересовало друга, но не устраивало работу с электрикой. Лучше безопасно, чем при остановке сердца!

термоэлектрических печей: отказаться от солнечных батарей?

Иллюстрация: Диего Мармолехо.

Если 2000-летняя ветряная мельница является предшественником сегодняшних ветряных турбин, то камин и дровяная печь — еще более старые предшественники сегодняшних солнечных батарей. Как и солнечные батареи, деревья и другие растения превращают солнечный свет в полезный источник энергии для человека. На протяжении всей истории сжигание древесины и другой биомассы обеспечивало домашние хозяйства тепловой энергией, которая использовалась для приготовления пищи, отопления, стирки и освещения.

Фотосинтез также лежал в основе всех исторических источников механической энергии: он служил топливом для энергии человека и животных, а также строительными материалами для водяных и ветряных мельниц. Ни старомодная ветряная мельница, ни старинная дровяная печь не производили электричества, но и то, и другое легко приспособить для этого. Достаточно подключить электрогенератор к ветряной мельнице, а термоэлектрический генератор — к дровяной печи.

Термоэлектрический генератор

Термоэлектрические генераторы (или «TEGS») очень похожи на «фотоэлектрические» генераторы, которые мы теперь называем «фотоэлектрическими» генераторами или солнечными фотоэлементами.Фотоэлектрический генератор преобразует свет непосредственно в электричество, а термоэлектрический генератор преобразует тепло непосредственно в электричество.

Термоэлектрический генератор состоит из ряда полупроводниковых элементов в форме слитков, которые последовательно соединены металлическими полосами и зажаты между двумя электрически изолирующими, но теплопроводными керамическими пластинами, образуя очень компактный модуль. ^{Они коммерчески доступны от таких производителей, как Hi-Z, Tellurex, Thermalforce и Thermomanic.}

Термоэлектрический модуль. Изображение: Gerardtv (CC BY-SA 3.0)

Термоэлектрический модуль. Изображение использовано с разрешения Applied Thermoelectric Solutions LLC, How Thermoelectric Generators Work.

Прикрепите термоэлектрический модуль к поверхности дровяной печи, и он будет производить электричество всякий раз, когда печь используется для приготовления пищи, обогрева помещений или нагрева воды. В экспериментах и ​​прототипах, которые более подробно описаны ниже, выходная мощность на модуль варьируется от 3 до 19 Вт.

Как и в случае с солнечными панелями, модули можно соединять параллельно и последовательно для получения любого необходимого напряжения и мощности — по крайней мере, до тех пор, пока остается поверхность печи. Как и в случае с солнечными панелями, электрический ток, который вырабатывается термоэлектрическим модулем (модулями), регулируется контроллером заряда и сохраняется в батарее, так что мощность также доступна, когда печь не используется. Термоэлектрическая плита обычно сочетается с низковольтными приборами постоянного тока, что позволяет избежать потерь преобразования при использовании инвертора.

Термоэлектрические печи могут применяться во многих частях мира. Большинство исследований нацелено на глобальный Юг, где около 3000 миллионов человек (40% населения мира) полагаются на сжигание биомассы для приготовления пищи и нагрева воды для бытовых нужд. Некоторые из этих домохозяйств также используют печь или камин для освещения (1300 миллионов человек не имеют доступа к электричеству) и для обогрева помещений в течение определенного периода времени. Однако есть также исследования, нацеленные на домохозяйства в индустриальных обществах, где печи и горелки на биомассе стали популярнее, особенно за пределами городов.

100% КПД

С тех пор, как термоэлектрический эффект был впервые описан Томасом Зеебеком в 1821 году, термоэлектрические генераторы были печально известны своей низкой эффективностью в преобразовании тепла в электричество. ^{Сегодня электрический КПД термоэлектрических модулей составляет всего около 5-6%, что примерно в три раза ниже, чем у наиболее часто используемых солнечных фотоэлектрических панелей.}

Однако в сочетании с плитой электрический КПД термоэлектрического модуля не имеет большого значения.Если эффективность модуля в преобразовании тепла в электричество составляет всего 5%, остальные 95% снова вырабатываются в виде тепла. Если печь используется для отопления помещений, это тепло нельзя рассматривать как потерю энергии, потому что оно по-прежнему способствует своему первоначальному назначению. Общий КПД системы (тепло + электричество) близок к 100% — энергия не теряется. При соответствующей конструкции печи тепло от преобразования электроэнергии также можно повторно использовать для приготовления пищи или нагрева воды для бытового потребления.

Надежнее солнечных панелей

обладают многими преимуществами солнечных панелей: они модульные, не требуют значительного обслуживания, у них нет движущихся частей, они работают бесшумно и имеют большой ожидаемый срок службы. ^{Однако термоэлектрические модули также обладают интересными преимуществами по сравнению с солнечными фотоэлектрическими панелями при условии, что в доме есть регулярно используемый (неэлектрический) источник тепла.}

Хотя термоэлектрические модули примерно в три раза менее эффективны, чем солнечные фотоэлектрические панели, термоэлектрические печи обеспечивают более надежное электроснабжение, поскольку их выработка энергии меньше зависит от погоды, времени года и времени суток. Выражаясь жаргоном, термоэлектрические печи имеют более высокий «коэффициент полезной мощности», чем солнечные фотоэлектрические панели.

Даже если печь используется только для приготовления пищи и приготовления горячей воды, эти повседневные домашние дела по-прежнему гарантируют надежную выходную мощность независимо от климата. Кроме того, выработка энергии термоэлектрической плитой очень хорошо согласуется с потребностями домовладельцев в электроэнергии: время, когда печь используется, обычно также является временем, когда используется большая часть электроэнергии. С другой стороны, солнечные панели производят мало или совсем не производят электричества в периоды пикового потребления.

Изображение: Советский термоэлектрический генератор на основе керосиновой лампы, питающий радио, 1959 год.Источник: Музей ретротехнологии.

Обратите внимание, что эти преимущества исчезают, когда термоэлектрические генераторы питаются от прямой солнечной энергии. Солнечные термоэлектрические генераторы (или «STEGS»), в которых термоэлектрические модули нагреваются концентрированным солнечным светом, не компенсируют низкую эффективность их модулей из-за более высокой надежности, поскольку они так же зависят от погоды, как и солнечные фотоэлектрические панели.

Меньше накопления энергии

Благодаря более высокой надежности, нет необходимости увеличивать мощность выработки и накопления энергии термоэлектрической системы для компенсации ночей, темных сезонов или дней с плохой погодой, как в случае с солнечной фотоэлектрической установкой.Емкость батареи должна быть достаточно большой, чтобы хранить электроэнергию для использования между двумя включениями печи, и нет необходимости добавлять дополнительные модули, чтобы компенсировать периоды низкой выработки энергии.

Панели солнечных батарей и термоэлектрические печи также можно комбинировать, в результате чего получается надежная автономная система с небольшой потребностью в накоплении энергии. Такая гибридная система хорошо сочетается с печью, которая используется только для обогрева помещений. Зимой большую часть электроэнергии вырабатывают термоэлектрические модули, а летом — солнечные батареи.

Дешевле в установке, проще утилизировать

Второе преимущество состоит в том, что термоэлектрические модули легче устанавливать, чем солнечные панели. Нет необходимости строить конструкцию на крыше и электрическую связь с внешним миром, потому что вся электростанция находится в помещении. Это также предотвращает кражу источника питания — серьезную проблему с солнечными батареями в некоторых регионах.

Все эти факторы делают электроэнергию от термоэлектрической плиты более дешевой и устойчивой по сравнению с энергией от солнечных фотоэлектрических панелей.Для производства батарей, модулей и опорных конструкций требуется меньше энергии, материалов и денег.

С точки зрения устойчивости есть еще одно преимущество: в отличие от солнечных фотоэлектрических панелей, термоэлектрические модули относительно легко утилизировать. Хотя сами кремниевые солнечные элементы идеально подходят для вторичной переработки, они заключены в пластиковый слой (обычно «EVA» или полимер этилена / винилацетата), который имеет решающее значение для долговременной работы модулей. ^{Удаление этого слоя без разрушения кремниевых элементов технически возможно, но настолько сложно, что делает переработку непривлекательной как с финансовой, так и с энергетической точки зрения. С другой стороны, термоэлектрические модули вообще не содержат пластика.}

Охлаждение модулей

Электрический КПД термоэлектрического генератора зависит не только от самого модуля. На это также в значительной степени влияет разница температур между холодной и горячей сторонами модуля. Термоэлектрический модуль, работающий при половинной разнице температур, будет вырабатывать только четверть мощности. Следовательно, улучшение терморегулирования термоэлектрического генератора является основным направлением при разработке термоэлектрических печей, поскольку оно позволяет производить больше энергии с меньшим количеством модулей.

С одной стороны, это включает в себя определение самых горячих точек на плите и закрепление там модулей — при условии, что они могут выдерживать тепло. Большинство печей имеют температуру поверхности от 100 до 300 градусов по Цельсию, а горячая сторона модулей из теллурида висмута (наиболее доступных и эффективных) выдерживает постоянные температуры от 150 до 350 градусов, в зависимости от модели.

С другой стороны, управление температурным режимом сводится к максимально возможному снижению температуры холодной стороны, что может быть выполнено четырьмя способами: принудительная конвекция с воздушным и водяным охлаждением, которая включает электрические вентиляторы и насосы, и воздух. — естественная конвекция с водяным и водяным охлаждением, предполагающая использование пассивных радиаторов, не оказывающих паразитной нагрузки на систему.

Активное охлаждение обычно имеет более высокий КПД, даже если принять во внимание дополнительное использование вентилятора или насоса. Однако пассивные системы дешевле, работают бесшумно и более надежны, чем активные системы. В частности, проблема может быть в поломке вентилятора, так как это может привести к выходу модуля из строя из-за перегрева.

Термоэлектрические печи с радиаторами

Первые термоэлектрические печи, работающие на биомассе, были построены в начале 2000-х годов, хотя в 1950-х годах Советский Союз разработал аналогичную концепцию, в которой в основном использовались электрические радиоприемники, работающие на керосиновых лампах. ^{В 2004 году группа ливанских исследователей модернизировала типичную чугунную дровяную печь из местных сельских районов с помощью одного термоэлектрического модуля размером 56 x 56 мм, который они сделали сами. Печь, которая используется для приготовления пищи и выпечки, а также для обогрева помещений и воды, довольно мала (52 x 44 x 29 см) и весит 40 кг.}

Изображение: Чугунная печь, использованная в экспериментах.

Исследователи прикрутили гладкую алюминиевую пластину толщиной 1 см к самому горячему месту на поверхности печи, закрепили там модуль и прикрепили очень большой (180 x 136 x 125 мм) радиатор с алюминиевым оребрением к его холодной стороне.При скорости горения 2,5 кг мягкой древесины сосны в час их эксперименты показали среднюю выходную мощность 4,2 Вт. Таким образом, дровяная печь работает в течение 10 часов в день (исключая фазу разогрева), и таким образом обеспечивает сельское ливанское домашнее хозяйство 42 ватт-часами электроэнергии, чего достаточно для удовлетворения основных потребностей.

Изображение: Детали установки и расположение ТЭГ на плите.

Для увеличения выходной мощности можно добавить дополнительные модули и радиаторы, но, конечно, поверхность печи ограничена, и по мере добавления дополнительных модулей они будут располагаться в областях с более низкой температурой поверхности, что снижает их эффективность.Другой способ увеличить выработку энергии — использовать радиатор еще большего размера и / или более дорогой радиатор, сделанный из материалов с более высокой теплопроводностью.

Термоэлектрические печи с вентиляторами

Большинство термоэлектрических печей, которые были построены на сегодняшний день, используют электрические вентиляторы для охлаждения модуля в сочетании с гораздо меньшим радиатором. Хотя вентилятор может сломаться и является паразитной нагрузкой на систему, он может одновременно повысить эффективность печи, нагнетая горячий воздух в камеру сгорания, что снижает расход дров и загрязнение воздуха примерно вдвое.Кроме того, печи с приводом от вентилятора избегают образования дымохода и вместо этого могут полагаться на горизонтальную вытяжную трубу. ^{Следовательно, автономные печи с вентиляторным охлаждением позволяют снизить потребление дров и загрязнение воздуха в помещениях в сельских регионах глобального Юга, где у людей нет ни доступа к электричеству, ни средств, чтобы проложить дымоход через крышу.}

Исследование термоэлектрической кухонной плиты с принудительной тягой с одним модулем показало выходную мощность 4,5 Вт, из которых 1 Вт требуется для работы вентилятора. ^{Чистая выработка электроэнергии (3,5 Вт) ниже, чем у печи с только радиатором (4,2 Вт), но печь с вентиляторным охлаждением потребляет вдвое меньше дров: она вырабатывает полезную электроэнергию 3,5 Вт со скоростью горения. 1 кг дров в час, в то время как печь с пассивным охлаждением требует 2,5 кг дров для выработки 4,2 Вт.}

Изображение: Печь с наддувом, работающая на ТЭГ.

80-дневные полевые испытания аналогичной портативной термоэлектрической кухонной плиты в Малави показали, что эта технология была высоко оценена пользователями, поскольку печи производили больше электроэнергии, чем требовалось.За весь период выработка электроэнергии составила от 250 до 700 ватт-часов, а потребление электроэнергии — от 100 до 250 ватт-часов.

Некоторые термоэлектрические кухонные плиты с вентиляторным охлаждением имеются в продаже, и их конструкция часто рассчитана на туристов. Примерами являются печи BioLite, Termomanic и Termefor, которые рекламируют выходную мощность от 3 до 10 Вт, в зависимости от конструкции и количества модулей.

Термоэлектрические печи с резервуаром для воды

Самыми эффективными термоэлектрическими печами являются те, в которых холодная сторона модуля (модулей) охлаждается путем прямого контакта с резервуаром для воды.Вода имеет более низкое тепловое сопротивление, чем воздух, и поэтому охлаждается более эффективно. Кроме того, его температура не может превышать 100 градусов по Цельсию, что снижает вероятность отказа модуля из-за перегрева.

Изображение: принцип термоэлектрической печи с пассивным водяным охлаждением.

Когда термоэлектрические модули охлаждаются водой, отходящее тепло от их преобразования электричества способствует не обогреву помещения, а подогреву воды для бытовых нужд. Термоэлектрические печи с водяным охлаждением могут быть активными (с использованием насоса) или пассивными (без движущихся частей).

Большинство термоэлектрических плит с пассивным водяным охлаждением имеют небольшие размеры и используются только для нагрева относительно небольшого количества воды. На самом деле, это чаще всего не плита, а котелок, оснащенный термоэлектрическими модулями. Например, PowerPot — это коммерчески доступный котелок для приготовления пищи рюкзачного типа с термоэлектрическим модулем, прикрепленным к основанию, который может быть непосредственно размещен на верхней части плиты и рекламирует выработку энергии в 5-10 Вт.

Изображение: многофункциональная дровяная печь с пассивным водяным охлаждением.

Гораздо более крупная и универсальная термоэлектрическая печь с пассивным водяным охлаждением была разработана французскими исследователями на основе конструкции большой многофункциональной дровяной печи из Марокко. ^{Они установили восемь термоэлектрических модулей на дне встроенного резервуара для хранения воды объемом 30 л, который служит не только радиатором для холодной стороны генератора, но и для горячего водоснабжения домашнего хозяйства. . Кроме того, печь оснащена автономным электрическим вентилятором и имеет двойную камеру сгорания для повышения эффективности сгорания.}

Испытания прототипа дали мощность 28 Вт с использованием двух модулей при сжигании 1,5 кг древесины для приготовления пищи и / или обогрева. Вентилятор потребляет 15 Вт, а это означает, что 13 Вт мощности остается для других целей. Печь также давала 60 литров горячей воды в час. В зависимости от продолжительности двух кулинарных сессий в день в батарее запасалось от 35 до 55 ватт-часов электроэнергии. Отметим, что здесь учтены потери контроллера заряда, аккумулятора на 6 В и вентилятора.

Плиты термоэлектрические с насосами

У пассивного водяного охлаждения есть обратная сторона. По мере увеличения температуры воды в баке разница между холодной и горячей сторонами модуля будет уменьшаться, а вместе с тем и электрический КПД. Либо между двумя включениями печи должно быть достаточно времени, чтобы вода снова остыла, либо следует регулярно использовать теплую воду и заменять ее на холодную. Насос делает эту задачу более удобной.

Изображение: Прототип термоэлектрической печи с модулями водяного охлаждения.

Прототип 2015 года, в котором дровяная печь, используемая для приготовления пищи и обогрева помещений и воды, была оборудована 21 термоэлектрическим модулем, охлаждаемым системой откачки воды, показал выработку мощности от 25 Вт (сжигание 1 кг сосновой древесины в час) более 70 Вт ( От 4 кг древесины в час) до 166 Вт (9 кг древесины в час). ^{Выходная мощность на модуль достигает 7,9 Вт, что почти вдвое превышает выходную мощность на модуль печи с естественным воздушным охлаждением. Насос потребляет 5 Вт, а печь также оснащена вентилятором для повышения эффективности сгорания, который потребляет 1 Вт.}

Термоэлектрические газовые котлы?

Термоэлектрические генераторы с принудительным водяным охлаждением лучше подходят для энергетической инфраструктуры в промышленных обществах, особенно в домашних хозяйствах с системами центрального отопления. Можно добавить больше модулей, что приведет к выработке энергии, соответствующей образу жизни с относительно высоким энергопотреблением. Однако есть некоторые предостережения. Во-первых, системы центрального отопления используются только для обогрева помещений и нагрева воды, а не для приготовления пищи, что делает их производство электроэнергии менее надежным в течение всего года.Во-вторых, только некоторые системы центрального отопления работают на горелках, работающих на биомассе или древесных гранулах, а многие другие работают на газе, масле или электричестве.

Прототип термоэлектрической горелки на древесных гранулах.

Очевидно, что когда источник тепла электрический, нет смысла приклеивать к нему термоэлектрический модуль. Термоэлектрическая система несовместима с видением высокотехнологичного устойчивого здания, где отопление осуществляется с помощью электрического теплового насоса, приготовление пищи происходит на электрической кухонной плите, а горячая вода вырабатывается электрическим бойлером.

Однако, когда источником энергии является газ или нефть, термоэлектрический котел представляет собой такое же низкоуглеродное решение, как солнечная фотоэлектрическая система на крыше, подключенная к сети. ^{Термоэлектрическая система обогрева не делает дом независимым от ископаемого топлива, как и солнечная фотоэлектрическая установка, подключенная к сети. Он полагается на энергосистему (в основном работающую на ископаемом топливе) для решения проблемы дефицита и избытка энергии, и обычно рассчитывает на систему центрального отопления, работающую на ископаемом топливе, для отопления помещений и воды.}

Изображение: термоэлектрический генератор мощностью 1 кВт с принудительным водяным охлаждением для низкотемпературных геотермальных ресурсов.

Термоэлектрическая система обогрева, работающая на ископаемом топливе, также выгодно отличается от большой когенерационной электростанции, которая улавливает отходящее тепло от выработки электроэнергии и распределяет его между отдельными домохозяйствами для обогрева помещений и воды. В термоэлектрической системе отопления тепло и энергия производятся и потребляются на месте. В отличие от центральной когенерационной электростанции, нет необходимости в инфраструктуре для распределения тепла и электроэнергии.Это экономит ресурсы и позволяет избежать потерь энергии во время транспортировки, которые составляют от 10 до 20% для распределения тепла и от 3 до 10% (или намного больше в некоторых регионах) для распределения электроэнергии.

Когенерационная электростанция более энергоэффективна (25-40%) при преобразовании тепла в электричество, что означает, что по сравнению с термоэлектрической системой отопления вырабатывается большая доля тепла и меньшая доля электроэнергии. Однако это далеко не проблема, потому что даже в Европе 80% среднего потребления энергии в домах идет на отопление помещений и воду.

Крис Де Декер

Чтобы оставить комментарий, отправьте электронное письмо на адрес solar (at) lowtechmagazine (dot) com.

Экологически чистая «дровяная» печь может питать небольшой дом, используя мусор в качестве топлива

Новая высокоэффективная дровяная печь вырабатывает электроэнергию во время приготовления пищи и обогрева вашего дома… И она работает практически на любой биомассе, сокращая вырубку лесов

Модель InStove построена на основе большой кастрюли.Он может сжигать древесину, пеллеты и практически любое другое топливо из биомассы, включая отходы сельскохозяйственных культур, навоз, макулатуру и другой мусор.

Он питается самостоятельно и может часами работать без присмотра.

Печь работает как термоэлектрический генератор. Он способен поддерживать температуру топки до 2200 градусов, производить высокоэффективное тепло, горячую воду и 500 Вт электроэнергии.

Генератор бесшумный, а его выхлоп практически не содержит дыма.

InStove может легко удовлетворить все потребности в отоплении и электричестве дома площадью 1200 квадратных футов без какого-либо дополнительного источника питания.

Его производители говорят, что технология настолько эффективна, что конкурирует с природным газом и пропаном.

наилучшим образом работает в самые темные и холодные дни года, когда все другие устойчивые источники энергии испытывают трудности, что делает ее идеальным дополнением к домам на солнечной энергии, которые все еще подключены к электросети в пасмурные дни.

Они стоят около 900 долларов США и имеют срок службы 10 лет. Производители говорят, что печи часто окупаются за несколько месяцев только за счет экономии топлива.

InStoves борется с глобальным потеплением и спасает жизни

Благородное дело само по себе, миссия компании больше, чем помощь американцам в отключении электричества. Он также направлен на борьбу с двумя основными факторами глобального потепления — вырубкой лесов и выбросами углерода в результате приготовления пищи на открытом огне.

Каждый день 3 миллиарда человек готовят пищу на открытых кострах из биомассы, создавая загрязнение, достаточное для того, чтобы конкурировать с автомобилями по всему миру. InStoves готовит большое количество еды на небольшом количестве палочек, которые можно аккуратно собирать, при этом практически не выделяется дыма:

На веб-сайте InStove говорится, что неэффективные методы приготовления пищи, используемые почти половиной населения мира, вызывают серьезные проблемы со здоровьем и окружающей средой:

• Загрязнение воздуха в помещениях в результате сжигания твердого топлива, например древесины 4.3 миллиона преждевременных смертей ежегодно — основная причина преждевременной смерти среди детей.
• Заготовка дров отвечает за половину вырубки лесов в мире и может привести к нападениям, похищениям или изнасилованиям женщин и девочек, ответственных за их сбор.
• Неустойчивые и небезопасные методы приготовления пищи часто становятся причиной изнурительных ожогов, изменяющих жизнь.

InStoves безопасны, стабильны и позволяют выходить на улицу. Их высокоэффективная конструкция снижает расход топлива на 75-90% и вредные выбросы более чем на 90%.

Вот видео, демонстрирующее, как сделать брикета из биомассы из отходов сельскохозяйственных культур, навоза, макулатуры и другого мусора. Такие брикеты могут практически устранить необходимость в дровах и вырубке лесов, сообщает компания:

Amazon продает доступные брикетировочные прессы :

Может ли термоэлектрическая дровяная печь окупиться?

Расчет окупаемости является обычным делом в солнечной фотоэлектрической промышленности, где домовладельцы хотят знать, сколько времени потребуется им, чтобы окупить свои первоначальные инвестиции.Если вы приобретаете панели напрямую, сроки окупаемости зависят от множества факторов, включая цену коммунальных услуг на электроэнергию, налоговые льготы и количество дневных часов солнечного света. Однако возможен диапазон от 5 до 8 лет, от 3 до 15 лет. [1]

Вторичные затраты учитывают стоимость дровяной печи, ее установку и затраты на топливо.Цена на дровяную печь большего размера на 50 000 БТЕ может колебаться от 900 до 4000 долларов, а средний потребитель тратит около 2500 долларов. Поскольку термоэлектрическая дровяная печь будет обеспечивать и тепло, и электричество, трудно разделить, сколько затрат на печь приходится на каждую функцию. На данный момент более важным моментом является то, что многие печи большего размера, которые могут генерировать до 50000 БТЕ и соответствовать стандарту EPA NSPS 2020 года, доступны всего за 1300 долларов. Хотя это не включает стоимость установки, это предполагает, что часть расходов на дровяную печь не должна быть серьезным препятствием.

Стоимость установки термоэлектрической дровяной печи в доме не обязательно должна быть намного больше, чем стоимость установки традиционной дровяной печи. Одна дополнительная стоимость будет связана с подключением выходов мощности от термоэлектрической дровяной печи к инвертору. Однако, если мы предположим, что первые пользователи уже будут иметь или планируют получить солнечную фотоэлектрическую систему (подробнее об этом ниже), стоимость инвертора не будет серьезным препятствием.

Хотя для реального расчета окупаемости термоэлектрической дровяной печи необходимо подождать, пока прототипы пройдут дополнительные испытания и мы получим результаты конкурса Wood Stove Design Challenge 2018 года, имеющаяся информация предполагает, что термоэлектрические дровяные печи могут помочь снизить стоимость жилых солнечных установок. и потенциально сэкономить домовладельцам тысячи долларов.

[1] http://solar-power-now.com/the-typical-solar-panel-payback-period/
[2] Список розничных продавцов термоэлектрических устройств см. На странице «Ресурсы».
[3] NREL. Ориентир стоимости солнечных фотоэлектрических систем в США. Сентябрь 2016 года. В 1977 году солнечные панели стоили 77 долларов за ватт.
[4] NREL PVWatts Calculator
[5] EnergySage. Отчет Intel по рынку солнечной энергии. Апрель 2017.

Presto! Изобретатель на Аляске превращает тепло дровяной печи в электричество

Глядя на тепло, исходящее от трубы дровяной печи его друга, аляскинцу Тео Граберу пришла в голову идея.Что, если бы кто-то мог взять это тепло и преобразовать его в электричество? Что, если есть способ, которым шумный генератор, грохочущий возле хижины его друга, остался в прошлом?

Спустя годы исследований и разработок основатель Alaska Dynamics пришел к идее использовать эту энергию через свой генератор печи Delta-T Wood Stove Generator. Устройство представляет собой частично каталитический нейтрализатор, частично термоэлектрический генератор — все это вдохновлено космическими технологиями, созданными в надежде обеспечить электроэнергией удаленные дома на Аляске.

Грабер считает, что генератор понравится воинам выходного дня, которые ищут более энергоэффективный способ осветить свои каюты и сварить кофе. Но генератор мог иметь более серьезные последствия. Грабер сказал, что генератор может быть «фантастическим» для жителей Внутренней Аляски, потому что каталитический нейтрализатор устройства будет не только более эффективно сжигать дрова, помогая жителям справиться с проблемами качества воздуха в регионе, но и поможет компенсировать высокие цены на электричество.

Производство все еще находится на очень ранней стадии.42-летний Грабер работает над прототипом благодаря ссуде Kiva Zip в размере 5000 долларов, одобренной Anchorage Economic Development Corp. Он надеется завершить прототип в следующем месяце и приступить к созданию продукта, который он сможет продать в течение года.

«Людям, которые владеют деревенскими домиками, нравится идея просто разжечь костер и загореться свет», — сказал Грабер. «Они взволнованы».

Грабер, живший на Аляске с 1995 года, всегда немного возился. Еще в детстве он был очарован машинами, которые постоянно разбирали их, собирали вместе и учились их чинить.Несмотря на изучение антропологии в колледже, Грабер продолжал работать машинистом и сварщиком, в конечном итоге изучив программы 3D-моделирования в САПР. Он потратил годы на разработку рентгеновских технологий, изучая все, от коррозии трубопроводов до гигантских блоков сыра. Грабер два года помогал проектировать и строить винокурню на Аляске. Все его навыки пригодятся, когда Грабер решит спроектировать преобразователь.

Грабер сказал, что его вдохновил термоэлектрический генератор, который использовался для питания космического корабля «Вояджер I», запущенного в 1977 году.Он был поражен, что корабль все еще работал спустя 30 лет, питаясь от электрического генератора, который использует тепловую разницу между радиоактивным теплом и холодом космического пространства.

Используя этот принцип, Грабер выдвинул идею преобразователя. Но была загвоздка. Даже самые горячие дровяные печи не производят достаточно тепла в своих трубах, чтобы создать достаточно сильную разницу температур для выработки электричества. Поэтому Грабер добавил каталитический нейтрализатор, позволяющий печи быстрее нагреваться до более высоких температур.

В то время как некоторые каталитические нейтрализаторы могут быть трудными в использовании, требуя сложного разжигания печи и ручного управления преобразователем для определения правильной температуры, Грабер сказал, что его преобразователь разработан как автоматический.

Генератор предназначен для подключения к основанию печной трубы. Оттуда он сказал, что пользователи будут просто запускать и топить свои дровяные печи, как обычно.

Graber ожидает, что первая версия прототипа будет вырабатывать около 130 Вт в час во время работы, что в сумме составляет около 2–3 кВт в день.Этого достаточно, чтобы осветить комнату, включить небольшой радиоприемник и зарядить ноутбук.

Первые версии генератора лучше всего дополняли бы другие источники питания, такие как солнечные батареи или газовый генератор.

«Я хочу, чтобы результат был таким, чтобы это могла быть система с полным источником энергии», — сказал Грабер. «Одного из этих устройств хватило бы для питания» кабины.

Он надеется получить цену на генератор ниже 1000 долларов за единицу. Материалы заказаны, и в течение следующего месяца Грабер планирует начать производство своего генератора.После этого он пройдет всесторонние испытания, прежде чем он сможет рассмотреть вопрос о выпуске продукта на рынок.

Джон Биттнер, вице-президент Anchorage Economic Development Corp., считает, что генератор Грабера имеет большой потенциал. Для получения кредита Kiva требуется доверительный управляющий, который подтвердит его, и AEDC является одним из двух попечителей в штате. Проект является его первым одобрением.

Грабер «из тех людей, которые постоянно интересуются миром и тем, как все устроено», — сказал Биттнер. «У него было врожденное понимание вещей, которое позволяет ему создавать вещи, используя существующие технологии, которые собраны вместе действительно уникальным способом.»

Электрическая дровяная плита — Лучшие отдельно стоящие печи

Этот пост может содержать партнерские ссылки, поэтому я зарабатываю комиссию.

За последние несколько лет большую популярность приобрели электрические дровяные печи.

Их гладкий дизайн и почти реалистичный огонь делают их желанным дополнением к любой комнате.

Хотя они не являются решением для обогрева большого дома, они предлагают отличные варианты для обогрева небольших комнат, таких как задняя спальня, где всегда холодно, или даже небольшая хижина.

У электроплиты масса преимуществ .

Во-первых, им не нужен дымоход, и их можно подключить к любой розетке.

Во-вторых, они имитируют внешний вид настоящей дровяной печи без беспорядка и своевременного обслуживания настоящего огня.

Вы даже можете зажечь огонь без нагрева, что является довольно «крутой» функцией.

В-третьих, они дешевы.

Примерно за 100–300 долларов вы можете получить действительно хорошую печь, которая значительно дешевле, чем дровяная печь, которая может стоить тысячи.

Кроме того, некоторые из более хороших моделей имеют термостатическое управление, что означает, что вы просто подключаете их, включаете, устанавливаете желаемую температуру, и все готово.

Кроме того, у них даже есть таймер автоматического отключения, поэтому вы не тратите энергию во время сна.

Каковы преимущества электрической дровяной печи?

Если вы не можете сказать, я большой поклонник электрических дровяных печей.

Однако, как и все остальное, у них есть свои достоинства и недостатки.

Например, они отлично подходят для небольших комнат, спален в задней части дома или подвала, где вы хотите добавить немного тепла .

Они не идеальны для отопления дома, так как отапливают только около 1000 квадратных футов или меньше.

Это просто слишком дорого, и они не смогут обеспечить достаточно тепла без какого-либо другого источника тепла, такого как печь или дровяная печь, чтобы компенсировать провисание.

Однако они отлично подходят для зонного нагрева .

Сколько стоит эксплуатация электрической дровяной печи?

Для сравнения, дешевле установить центральное отопление в вашем доме, чем устанавливать несколько электрических обогревателей вокруг дома.

Однако электрические обогреватели почти на 100 процентов эффективны, что означает, что почти все тепло, поступающее в печь, отводится в комнату .

Вот почему они идеально подходят для небольших комнат или задних спален, куда может не доходить тепло от вашей дровяной печи.

Сколько вы можете ожидать потратить при эксплуатации электрической плиты?

Хотя тарифы на электроэнергию могут варьироваться, нагреватель мощностью 1500 Вт будет стоить около 3,80 долларов США для работы в течение 24 часов.

Duraflame

Несколько лет назад я решил купить электрическую дровяную печь Duraflame для своей задней спальни, где всегда было холодно.

Хотя дровяная печь в моей семейной комнате давала много тепла, она просто не доходила по коридору до моей задней спальни.

В этой ситуации электрическая плита была идеальным решением .

Теперь я просто включаю его за несколько минут до того, как ложусь спать, и в комнате приятно и тепло.

Термостат Duraflame — приятная особенность, поэтому он не перегревается, плюс мне нравится устанавливать таймер, чтобы не тратить энергию зря во время сна.

В целом я действительно доволен своей покупкой, и настоящий блок Duraflame находится внутри развлекательной стойки, придавая законченный вид плите.

Печь также оснащена датчиком безопасности , который помогает предотвратить случайную блокировку или накрытие нагревателя, что может привести к возникновению небезопасных условий .

Обычно, если вы поместите какой-либо предмет слишком близко к обогревателю во время его работы, он выключится.

До сих пор у меня не было проблем с устройством после 3 лет использования.

Отдельностоящая инфракрасная кварцевая плита

Если вы ищете традиционный вид дровяной печи без подставки для телевизора, инфракрасная кварцевая отдельно стоящая печь Duraflame — отличный вариант.

Он имеет пять регулируемых настроек цвета, яркости и скорости, а также цифровой термостат, который очень полезен.

Этот обогреватель на 5200 БТЕ может быть эффективным зональным обогревателем для комнат до 1000 футов, а эффекты пламени очень реалистичны.

Внешний вид этой портативной электроплиты в сочетании с доступной ценой делает ее желанным дополнением к любому дому, которому необходимо добавить дополнительное тепло в комнату внутри вашего дома.

Электрическая дровяная печь — Общая

Я очень рад, что решил купить электрическую дровяную печь Duraflame, чтобы прогреть холод в своей задней спальне.

В зависимости от планировки вашего дома, вы можете обнаружить, что получить тепло от камина или дровяной печи, чтобы пройти по коридорам или в подвал, непросто.

Я обнаружил, что включение вентилятора на вашем центральном отопительном агрегате определенно помогает распространять тепло, но иногда этого недостаточно .

Вот где действительно хорошо работает электронагреватель.

На рынке так много разных стилей, что вы обязательно найдете что-то, что идеально впишется в ваш дом и согреет вас в процессе работы.

Требуется ли электричество для дровяных печей?

Дровяные печи — это приборы, которые можно установлен в доме как способ сжигания дров для выработки тепла.

Часто можно установить дровяные печи в существующих открытых каминах, чтобы помочь увеличить тепловую мощность и эффективность при сжигании дров

Открытые камины не нуждаются в источнике электричество, чтобы иметь возможность разжечь огонь, но нужно ли электричество дровяным печам?

Дерево печи не требуют источника электричества для работы.Сжигание древесины печи, оборудованные электрическими воздуходувками, которые используются для распространения тепло вокруг дома, как правило, требует источника электричества, чтобы для работы воздуходувки.

У нас в семье несколько печей и никому из них не нужно электричество для работы.

Ниже мы более подробно объяснили, почему наши собственные печи не нуждаются в электроснабжении, и какие типы печей будут требуется электричество для работы некоторых частей.

Дровяные печи вырабатывают тепло за счет сжигание дров в контролируемой среде.

Нужно всего три вещи для работы дровяной печи, которые топлива , кислород и начальное пламя .

Мы объяснили, как именно сжигание дров работает, используя схемы в другой статье здесь, но когда дверь в печь закрыта, воздух может попасть в печь только через вентиляционные отверстия, которыми можно управлять.

Вся печь требует первоначального растопления и / или поленья, и какое-то устройство для разжигания огня, чтобы разжечь огонь, и воздух вентиляционные отверстия можно регулировать вместе с количеством топлива в огне, чтобы поддерживать огонь идет.

Нет Для выработки тепла дровяной печью требуется электроснабжение .

На изображении ниже показаны две наши печи.

Обе печи были установлены внутри наших существующих открытых каминов, и нам не потребовалось снабжение электроэнергией , чтобы облегчить их установку.

Однако причины, по которым электричество для печи требуется, если:

• Печь на гранулах .
• Печь имеет нагнетатель .

Пеллеты печи отличаются дровяными и многотопливными печи, потому что в них в качестве топлива используются пеллеты, а не традиционные дрова.

Пеллеты можно производить из побочных продуктов древесины. но они гораздо более плотные и компактные, поэтому их нужно загружать в печь на более медленная скорость для контроля температуры на выходе.

Бункер на пеллетной печи, питающий гранулы в топку, обычно требуется источник электричества для того, чтобы для работы механических и электрических компонентов.

Однако есть печи на пеллетах. доступны, которые не требуют источника электричества, но могут питаться самотеком или используйте аккумулятор в качестве источника питания.

Для получения дополнительной информации вы можете прочитать наши главные вещи, которые вам нужно знать о пеллетных печах.

А сами дровяные печи не будут для работы требуется источник электроэнергии, некоторые печи могут поставляться со встроенным нагнетателем , который обычно требуется электропитание для работы.

Корпус дровяной печи рассчитан на горячий, так что он излучает тепло в комнату.

Хотя дровяная печь не обязательно нужен вентилятор, чтобы вы чувствовали тепло, они могут быть полезны для дальнейшего распространения тепла вокруг дом .

Воздуходувка — это простой электрический компонент. который включает вентилятор, чтобы нагнетать горячий воздух из печи дальше в номер.

Поскольку воздуходувки являются электрическими компонентами, они нужно электричество для работы.

В наших печах нет воздуходувок, поэтому нет требуется электропитание.

Встроенный воздуходувки не следует путать с печью вентиляторы , которые устанавливаются на плите и продувают воздух без необходимости электричество.

Для получения дополнительной информации о печных вентиляторах вы можете просмотреть ассортимент печных вентиляторов, доступных здесь.

Как и отдельно стоящие дровяные печи, дровяные каминные топки обычно не требуют источника электричества.

Если деревянная вставка оснащена воздуходувкой, она будет для работы обычно требуется электропитание.

Дровяные печи обычно не требуют электропитание для использования.

Дровяные печи по своей конструкции излучают тепло в помещение без необходимости в электричестве.

Некоторые модели дровяной печи могут иметь вентилятор. интегрированный, который можно использовать для распределения тепла по дому.Эти воздуходувки обычно требуют использования источника электричества.

Вентиляторы печные, которые можно купить как вторичная форма воздуходувки для печи, не требует источника электричества и поэтому может использоваться как альтернативный способ подачи горячего воздуха, производимого печью, в более свободно перемещаться по дому.

Энергоэффективны ли дровяные печи?

Можно ли сжигать пеллеты в дровяной печи?

Стоит ли дровяная печь?

Добавляет ли дровяная печь ценность дому?

FireBee Power Tower превращает любой источник тепла в генератор электроэнергии

Этот термоэлектрический генератор мощностью 5 Вт преобразует тепло от дымохода или походной печи в электричество для зарядки USB-устройств.

Мелкомасштабное производство электроэнергии может полностью изменить правила игры для автономных сообществ и обеспечения готовности к чрезвычайным ситуациям, и существует ряд довольно хорошо известных вариантов выработки достаточного количества энергии солнца, ветра и воды для поддержания жизненно важной портативной электроники, такой как телефоны, заряженные. Однако есть еще один метод производства собственного электричества, который заключается в использовании термоэлектрического генератора, который работает на «отходящем» тепле, которое обычно просто взлетает в дымоход и улетает.Мы рассмотрели несколько предыдущих термоэлектрических устройств, предназначенных для личного использования, но на рынке появился новый выход от компании, которая также продает «крошечные гидроэлектрические турбины в жестяных банках».

Как это работает

FireBee Power Tower может использовать часть тепла, производимого для приготовления пищи или обогрева дома, чтобы получить дополнительный урожай чистой электроэнергии для поддержания заряда небольшой электроники, будь то для автономного, домашнего использования или и того, и другого. Новое устройство от компании HydroBee из Сиэтла предназначено для выработки электричества из тепла, уже вырабатываемого походной печью, пропановой печью или дымоходом дровяной печи или камина, но также может работать с небольшой спиртовой горелкой.Компания утверждает, что ее Power Tower может производить до 7 Вт электроэнергии, которая направляется на два варианта выхода: USB-порт 5 В 2 А для портативной электроники и терминал 12 В 125 мА, который можно использовать для подзарядки аккумуляторов 12 В.

Тепло от печи или огня поглощается ребрами радиатора внутри устройства, которые затем проходят через пару термоэлектрических модулей и, в конечном итоге, попадают в охлаждающий бак, заполненный водой. Термоэлектрические модули генерируют электричество за счет разницы температур между нагретыми ребрами и резервуаром с более холодной водой, и это электричество затем преобразуется в общий USB-формат 5V 2A, который используется в большинстве портативных устройств.

Но подождите, это еще не все! Поскольку для работы Power Tower требуется охлаждающий бак, полный воды, которая в конечном итоге закипает, кран на устройстве позволяет легко слить эту горячую воду для мытья или приготовления пищи. По сути, пользователи могут одновременно принимать горячую пищу, заряжать свое устройство и нагревать воду для мытья посуды. Поскольку выработка энергии происходит за счет разницы температур, оптимальная выработка происходит при использовании более горячего источника тепла и самой холодной воды, а слив кипящей воды и замена ее более холодной водой «заправят» устройство.

«Башня FireBee Power Tower — самый мощный термоэлектрический генератор в своем роде. Даже небольшое количество тепла дает много энергии. Вы можете настроить ее для использования с небольшой спиртовой или пропановой походной печью или внутри дымохода». — FireBee

Хотя самым простым вариантом может показаться использование Power Tower за 159 долларов с газовой походной печью, специалисты HydroBee также предлагают установить устройство внутри дымохода дровяной печи для выработки электроэнергии при обогреве вашего дома или хижины.

«Чтобы прикрепить Power Tower к дымоходу дровяной печи, используйте ножовку, чтобы снять основание под термоэлектрическим генератором, вырежьте квадрат шириной 2 13/16 дюйма и высотой 4 дюйма в дымоходе и просто вставьте Power Tower в слот «.

В сочетании с аккумуляторным блоком 12 В этот подход может стать отличным способом питания не только светодиодных фонарей и портативной электроники зимой в холодном климате, поскольку устройство может заряжать аккумуляторный блок круглосуточно.Однако в теплых и солнечных местах это было бы не очень удобно, но я не мог не задаться вопросом, что было бы возможно, если бы вы направили высокоэффективную солнечную плиту / концентратор на Power Tower, которая затем превратила бы ее в действительно чистое и возобновляемое решение для электричества.

В настоящее время компания стремится к присуждению награды National Geographic Chasing Genius, а дополнительную информацию о продукте можно найти на сайте FireBee Charger.