21

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Департамент освіти і науки, молоді та спорту Чернівецької

облдержадміністрації

Чернівецьке територіальне відділення МАН України

КОПНЗ ‹‹Буковинська Мала академія наук учнівської молоді››

Відділення : фізики і астрономії

Секція: експериментальна фізика

Термоелектричний генератор для мандрівників

Роботу виконав :

Грищук Ігор Петрович

учень 11-Б класу

Чернівецького міського ліцею №1

Науковий керівник:

головний науковий співробітник Інституту термоелектрики

НАН України, доктор фіз-мат. наук

Михайловський Віліус Ярославович

Чернівці – 2013

Тези

Тема: Термоелектричний генератор для мандрівників.

Виконавець: Грищук Ігор Петрович, учень 11-Б класу Чернівецького міського ліцею №1

Чернівецьке територіальне відділення МАН України КОПНЗ ‹‹Буковинська Мала академія наук учнівської молоді››.

Науковий керівник: головний науковий співробітник Інституту термоелектрики НАН України, доктор фіз-мат. наук Михайловський Віліус Ярославович.

Мета роботи – створення термоелектричного джерела для живлення малопотужної апаратури та зарядки акумуляторів мобільних телефонів, цифрових фотоапаратів.

Актуальність зумовлена необхідністю створення компактних, надійних джерел електричної енергії для живлення малопотужної електронної апаратури та зарядки акумуляторів мобільних телефонів, цифрових фотоапаратів і т. ін.

Основні завдання, які необхідно виконати:

– аналіз інформації по відомих розробках ТЕГ;

– розробка конструкції автономного термогенератора ;

– експериментальні дослідження параметрів термогенератора.

В роботі зроблено огляд та аналіз інформації по існуючих розробках термоелектричних генераторів для живлення малопотужної апаратури та зарядки акумуляторів. Розроблена конструкція термоелектричного генератора для мандрівників потужністю 3-5 Вт. Результати розробки реалізовані в конкретній конструкції термоелектричного генератора. Представлено результати експериментальних досліджень параметрів термогенератора потужністю 3- 4 Вт. Наведено переваги розробленої конструкції над відомими аналогами.

Зміст

	Вступ	4
Розділ 1	Огляд літератури. Конструкції та властивості термогенераторів малої потужності	6
Розділ 2	Опис конструкції та принцип роботи генератора. Експериментальні дослідження параметрів ТЕГ	16
	Висновки	19
	Список використаних джерел	20

Вступ

Більшість мандрівників, які відправляються у довготривалі подорожі (особливо взимку), стикаються з проблемою стрімкого падіння ефективності електрохімічних джерел струму при від’ємних температурах. Це стосується як первинних джерел струму, так і електрохімічних акумуляторів. Крім того для акумуляторів необхідно враховувати також і струм саморозряду, який може досягати 30% за місяць. Наведені проблеми утруднюють користування рядом пристроїв: радіоприймачем, ліхтарем, мобільним телефоном, фотоапаратом та ін.

Тому досвідчені туристи наприклад для 10-денного походу беруть по два комплекти батарей (радіостанція, ліхтар), акумуляторів (мобільний телефон, фотоапарат). При цьому електрохімічні джерела необхідно зберігати у теплі, оскільки в іншому разі може виявитись, що вони промерзли і не придатні до користування.

Вибір альтернативних джерел електричної енергії для мандрівників не широкий:

– сонячні батареї;

– вітрогенератор

– гідроелектрогенератор

– ручний генератор («динамо»)

Сонячні батареї вимагають обслуговування і характеризуються періодичністю роботи (сонце є або його немає). Вітрогенератор працює при наявності вітру і має великі габарити. Такі ж властивості має гідроелектрогенератор. Ручний генератор навпаки не вибагливий до природних умов. Однак всі три типи генераторів містять електричну складову з постійними магнітними (а це вага) і механічну передачу, що в цілому знижує надійність пристрою. Тому дослідження, направлені на створення надійних компактних джерел електричної енергії для наведених вище застосувань є актуальними.

Одним з шляхів вирішення цієї проблеми є використання термоелектричного генератора, який не має рухомих частин, може тривалий час працювати без обслуговування і не залежить від умов навколишнього середовища. Такі особливості термоелектричних джерел енергії забезпечили їх успішне використання у космічній та оборонній техніці, для живлення систем катодного захисту від корозії магістральних газо- і нафтопроводів, систем радіорелейного зв’язку, автоматичних метеорологічних станцій, навігаційної апаратури та ін.

Метою даної роботи є створення термоелектричного джерела для живлення малопотужної апаратури та зарядки акумуляторів мобільних телефонів, цифрових фотоапаратів.

Об’єкт досліджень: пряме перетворення теплової енергії в електричну за допомогою термоелектрики.

Предмет досліджень: термоелектричний генератор для мандрівників.

Практична цінність наукової розробки полягає у можливості використання термоелектричних генераторів для живлення малопотужної електронної апаратури та зарядки акумуляторів мобільних телефонів, цифрових апаратів та ін. за відсутності електричної енергії.