Weiß jemand, ob bzw. wie man beim Seebeckeffekt [1] den entnehmbaren Strom (maximale Leistung) berechnen kann? Ich stelle mir das als Mischung aus einer Solarzelle und einer Batterie vor, bei der es einen "Arbeitspunkt" gibt, wobei man ebend klassisch gesehen den Innenwiderstand treffen muss um maximale Leistung zu entnehmen. Nur wie errechnet man den Innenwiderstand bzw. ist diese Vermutung überhaupt korrekt? Wenn man Metallplatten o.Ä. hat, dürfte der "Innenwiderstand" ja recht klein sein, was aber der bisherigen Meinung widerspricht, dass man mit dem Seebeckeffekt hohe Leistungen erzielen kann.
"markus gronotte" schrieb im Newsbeitrag news:4663fd74$0$23149$ snipped-for-privacy@newsspool1.arcor-online.net...
Spannungsdifferenz der beiden Elemente geteilt durch elektrischen Widerstand des ganzen Aufbaus.
Ja.
Wie immer: Leerlaufspannung/Kurzschlusstrom.
Widerspricht?
Niedriger Widerstand erlaubt auch bei kleiner Spannungsdifferenz hohen Strom, also viel Leistung.
Wie kommst du auf Widerspruch?
Man muss sich eher andere Sorgen machen: Der Strom durch den INNENwiderstand des Thermoelements heizt das Thermoelement auf, das verschlechtert schon mal den Wirkungsgrad.
Und niedriger Innenwiderstand heisst breite dicke Platten durch die der Strom fliesst, leider leiten die auch die Waerme besonders gut, und das ist wieder schlecht fuer die Temperaturdifferenz.
Die Idee war es mit Hilfe des Seebeckeffeckts eine kleine LED-Taschenlampe zu bauen. Also muss man irgendwie ca. 1,9V erreichen. Die Materialien die leicht beschaffbar wären sind Alu und Kupfer. Laut der Seite, die du mir gestern gegeben hast, beträgt die Spannungsdifferenz für ein Element aus Alu und Kupfer 3,3 * 10^-6 V/K also 33 uV/K. Möchte man 2 Volt erreichen müsste man eine Kaskade aus
60000 Stück bauen, damit bei 1 Grad unterschied die LED leuchten kann. Leider etwas zu viel :( Nehmen wir an man kommt mit der Handerwärmung auf 6 Kelvin unterschied, dann sind es immer noch 10000 Elemente.
Naja, so gross ist die Heizleistung im Vgl. zum Wärmestrom ja nicht. Also wird sich am Temperaturgefälle im Element auch nicht so ganz viel ändern können. Ausserdem wird doch durch die am Innenwiderstand abfallende Leistung auch die Wärmeentnahme aus von der heissen Platte gehemmt.
Schau Dir mal die Hochtemperaturelemente von Eureca an. Mag schon sein, daß es effizientere Methoden gibt, Strom aus Wärmefluss zu gewinnen, aber so grottich sind die Dinger auch nun wirklich nicht (bspw. ca. 7% Wirkungsgrad bei dT=175K gegen 50°C, vorausgesetzt natürlich, man schafft es, Wärmefluss ausschliesslich durch's Element zu leiten...).
Dann nimm doch besser Eisen dazu. Dann brauchst', glaube ich, nicht soviele Stufen.
Also ich habe irgendwann mal Alufolie um 'nen Stück Eisendraht getüdelt, und das ganze dann ab in den Ofen, so daß aus der Ofentür noch 'nen Stück Alufölie und eben der Draht ragten. Da hab' ich dann 'nen Lastwiderstand angeschlossen, und die Spannung gemessen. Unten das Ergebnis von damals.
Gruss
Jan Bruns
############################### Das Meßgerät ist ein Billigdigitalmultimeter.
Bei RLast= 3900 Ohm
150° > 1,5 mV > 0,6 nW
200° > 1,9 mV > 0,9 nW
Bei RLast= 22 Ohm
200° > 0,2 mV > 1,8 nW
Bis hierhin dienten etwa 6-7cm des Eisendrahtes mit dem Alu als heisse Kontaktstelle. Diese ehöhte ich nun auf etwa 20cm Draht, und verzwirbelte offensichtlich besser mit dem Alu:
Die Idee ist ja gar nicht so schlecht. Man sollte nur geeignete Materiallien daf=FCr nehmen. Und das w=E4re in diesem Fall ein fertig gekauftes Peltier- Element. Das muss man dann nur noch so anfassen, das die eine Seite kalt bleibt, und dann d=FCrfte das auch zum Betrieb einer LED reichen. Gruss Harald
Jetzt müsste man nur noch sehr dünnen Eisendraht beschaffen, den man mit Kupfer gut verlöten kann. Weiß da jemand eine Bezugsquelle? Es reizt mich ja doch sehr das mal auszuprobieren, ob man mit Handwärme eine LED (selbstgebastelt) zum Leuchten bringen kann. Ich stelle mir das so vor: dann einfach sehr viele Stücke abwechseln in Reihe zu löten und dann nacher einen Streifen Frischhaltefolie dazwischen zu "weben" und hinterher das Ganze aufzurollen.
O -> z.B. Eisen o -> z.B. Kupfer \_/ -> z.B. Frischhaltefolie ______________________________________________________________ Fhf _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Fhf /o\O/o\O/o\O/o\O/o\O/o\O/o\O/o\O/o\O/o\O/o\O/o\O/o\O/o\O/o\O/ ______________________________________________________________ Fhf
Und das ganze dann zum Schluss wie gsagt zusammenrollen.
Das/Mein Problem ist es, dass ich keine Bezugsquelle für dünen Eisendraht kenne.
Also für Raucher wird das nix sein. Bei Zimmertemperatur und einer Temperaturdifferenz von 5°C haben professionelle Seebeckelemente einen Wirkungsgrad von bspw. 0,25%. D.h., um 1W elektrische leistung zu gewinnen müssten der Hand dann
400W Wärme entzogen werden...
Ich hab' damals so ca. 1mm dicken Draht verwendet. Gab's im Baumarkt, war grün "isoliert".
Das wär dann aber nur eine Notlösung. 1mm finde ich etwas zu dick wenn man um die 1000 Elemente benötigt. aber für einen ersten Test werde ich den vll mal nehmen.
Der Innenwiderstand ist klein, wenn man massive Leiter nimmt. So hat Seebeck auch den Seebeckeffekt entdeckt; er hatte ein kurzgeschlossenes Element gebaut und sich über die enormen Magnetfelder gewundert. Der Innenwiderstand wird aber recht gross, wenn man tausende dünner Eisen- und Konstantandrähte nimmt.
und die einfache Konsequenz ist: Du musst eine möglichst hohe Temperaturdifferenz benutzen und ein Thermoelement das möglichst viel Spannung liefert.
Es geht schon, Georg Simon Ohm hat hier schliesslich mit Thermoelementen die Spannungen erzeugt die er für die Messung brauchte um das nach ihm benannte Gesetz nachzuweisen. Er hat wenn ich mich recht erinnere wohl Eiswasser und kochendes Wasser als Temperaturdifferenz benutzt, er wollte ja möglichst konstante Spannungen.
Der dort benützte Thermogenerator könnte 1 W leisten bei 100 K Temperaturdifferenz, hier nur noch etwas mehr als 72 mW, wenn den die LED mit den vollen 20 mA betrieben wird.
Hier liegen zufällig 2 Marlow DT12-4 'rum - in Serie geschaltet auf einem Alukühler (Kellertemperatur) bekomme ich mit flach aufgelegter Hand ca.
400mV bzw. 35mA Kurzschlußstrom - da bräuchte man also einen ganzen Stapel in Serie, damit das für eine einzelne LED reicht.
Selbst mit einem DC/DC-Wandler, der ab 0.6V läuft, ist da viel zu tun ... und bei sommerlichen Außentemperaturen wird die Ausbeute nochmal deutlich schlechter. Außerdem muß man im Dauerbetrieb noch dafür sorgen, daß die kalte Seite auch kalt bleibt - je kleiner die Konstruktion, desto schwieriger dürfte das werden.
cu Michael
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