Un generador termoeléctrico casero es un dispositivo que genera electricidad a partir de la diferencia de temperatura entre una vela caliente y el disipador de calor frío. Este sistema se puede usar para alimentar dispositivos pequeños, como una radio o una lámpara LED muy brillante.
¿Cómo funciona un generador termoeléctrico?
Un generador termoeléctrico (también conocido como termogenerador) es un dispositivo que convierte la energía térmica en energía eléctrica. Este proceso se lleva a cabo a través del efecto Seebeck, que es un fenómeno físico que describe la generación de un voltaje eléctrico en la presencia de una diferencia de temperatura entre dos metales diferentes o semiconductores.
Los generadores termoeléctricos están compuestos por dos materiales conductores, generalmente semiconductores, unidos en ambos extremos formando una estructura en forma de termopila. Una vez que se aplica una diferencia de temperatura entre los dos extremos, se genera una diferencia de potencial eléctrico, lo que permite la circulación de corriente eléctrica.
Los generadores termoeléctricos se utilizan en diversas aplicaciones, como en la generación de energía eléctrica solar en satélites, en sistemas de refrigeración de alta eficiencia y en la recuperación de energía en procesos industriales y en plantas de cogeneración. Además, también se están investigando para su uso en dispositivos portátiles, como cargadores de teléfonos móviles y en la producción de energía a partir del calor residual en vehículos y maquinarias.
Herramientas y materiales para el generador termoeléctrico casero
Herramientas
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Materiales
- Un Chip Peltier Termoeléctrico, cuanto más grande mejor (en lo posible de 100W)
- Un gran disipador de calor. El éxito del proyecto depende del disipador de calor, así que obtenga lo mejor que pueda (Aquí se utilizó uno de Dell con tubos de calor)
- Un cargador de teléfono de emergencia (haremos un Ladrón de Julios con él)
- Una pequeña cantidad de aislamiento de lana de roca (disponible en centros de jardinería)
- Una lata de estaño con un borde alrededor de la parte superior (tipo frijoles Heinz)
- Una lata de aluminio (como de Coca-Cola)
- Compuesto de calor térmico
- Un rollo de papel aluminio
- Algunas láminas de metal resistentes, de unos 30 x 30 cm
- 30 cm de alambre grueso de cobre o acero para el mango.
- (2) Pernos M6 de 25 mm de largo
- (4) Pernos M5 de 40 mm de largo
- (1) Perno M5 de 50 mm de largo
Nota: No es necesario que los pernos sean de un tamaño exacto, solo use lo que esté disponible; casi cualquiera funcionará.
Cómo construir un generador termoeléctrico casero paso a paso
Construir su propio generador termoeléctrico casero puede ser una tarea emocionante y desafiante, pero es importante tomar medidas de seguridad para prevenir accidentes. Aquí hay algunas medidas que se deben considerar:
- Selección de materiales seguros: Utilice materiales seguros y resistentes al calor para la construcción del generador. Algunos ejemplos son el cobre, el acero inoxidable y el aluminio. No utilice materiales inflamables o que puedan liberar gases tóxicos al calentarse.
- Aislamiento: Asegúrese de que todas las partes eléctricas estén aisladas adecuadamente. Utilice materiales aislantes para separar las partes conductivas, como el cobre, del generador. Esto ayudará a prevenir descargas eléctricas.
- Conexiones eléctricas seguras: Asegúrese de que todas las conexiones eléctricas estén bien aseguradas. Utilice conectores de alta calidad y apriete bien los tornillos. Las conexiones sueltas pueden causar arcos eléctricos y sobrecalentamiento.
- Protección contra cortocircuitos: Instale un fusible o un interruptor de circuito para proteger el generador en caso de cortocircuito. Esto evitará que el generador se sobrecaliente y cause un incendio.
- Ventilación adecuada: Asegúrese de que el generador esté ubicado en un área bien ventilada. Los generadores termoeléctricos producen calor, y una ventilación adecuada ayudará a prevenir el sobrecalentamiento y los incendios.
- Evite el contacto directo: Nunca toque el generador mientras está en funcionamiento. Puede estar a una temperatura muy alta y puede causar quemaduras graves. Asegúrese de que esté completamente apagado antes de hacer cualquier ajuste.
- Conocimientos básicos de electricidad: Es importante tener conocimientos básicos de electricidad para construir un generador termoeléctrico casero. Si no tiene experiencia, es recomendable buscar la ayuda de un electricista calificado.
Paso 1: Taladrar la lata y fabricarle patas
Perforar cinco agujeros en el fondo de la lata y pasar los 4 pernos de 40mm y el de 50mm por ellos. Estos servirán para las patas de la lámpara y para el ajuste de altura de la vela. Como paso opcional, agregue algunas arandelas de goma para amortiguaras las patas al suelo.
Paso 2: Ajustar pernos y pegar la tuerca central
Una vez que haya apretado todas las patas para que queden fijas en su sitio, ahora debe pegar la tuerca central en su lugar.
Tal vez se vea en la necesidad de agregar una cuña de cartón alrededor del interior de la lata. Esto se debe a que la lata de Coca-Cola puede que sea ligeramente pequeña para quedar fija en la lata. Esta cuña evita que se incline ligeramente cuando se ajusta la altura de la vela. El cartón solo necesita llegar a unos 25 mm de altura.
Paso 3: Cortar la entrada para la vela
A continuación, debe cortar el orificio para la vela en el costado de la lata. Este debe ser alrededor de 30 a 35 mm por unos 50 mm de largo. Comience por perforar un pequeño agujero y luego trabaje desde allí con unas tijeras corta chapa. Después de esto, puede perforar los orificios de ventilación alrededor de la parte superior de la lata. Utilizar una broca de 3 mm para esto.
¡Asegúrate de lijar todos los bordes para que no se corte con el metal!
Paso 4: Cortar la lata de Coca-Cola a la medida
Ahora corte la lata de Coca-Cola a aproximadamente la mitad de la altura. Deberá experimentar con la altura de la llama, porque necesitará que esté a unos 6 mm de distancia la regla con una vela nueva. Probablemente tendrá que hacer algunos ajustes para hacerlo bien.
Paso 5: Coloque un poco de lana de roca en la lata
A continuación, dé la vuelta a la lata de Coca-Cola y llénela con aislamiento de lana de roca. Haga un espacio en el medio con un bolígrafo o algo similar para que no se atasque entre los pernos.
Paso 6: Colocar la lata de aluminio en la lata de estaño
Ahora puede colocar la lata de Coca-Cola en su lugar. Si se forma un pequeño hoyuelo en el medio como se ve en la imagen, se debe a que la lata de aluminio debe forzarse hacia abajo para darle a la vela cerrojo sobre lo que descansar.
Es posible que la lata de Coca-Cola no encaje perfectamente en el perno debido al aislamiento, es posible que deba moverlo un poco. Pruebe el movimiento para asegurarse de que puede ajustar la altura sin problemas.
Paso 7: Fabricar el mango de la lámpara
A continuación, puede fabricar el mango para transportar el dispositivo. Aquí se optó utilizar un alambre de cobre grueso para que haga juego con las tuberías del disipador de calor. Debe doblar el mango hacia atrás a través de los agujeros para evitar que gire como se observa en la imagen. Esto evita que el dispositivo gire boca abajo cuando lo lleva (el disipador de calor es la parte más pesada).
Paso 8: Perfore el disipador de calor para el soporte Peltier
Ahora puede empezar a trabajar con el disipador de calor. Hacer dos agujeros en él para montar el peltier. Puede simplemente hacer los agujeros o usar una contratuerca en el otro lado para darle rosca. Los dos orificios deben hacerse de modo que los pernos encajen dentro de la lata, esto mantendrá el peltier en la posición correcta. También limpiar bien el disipador de calor antes de colocarle el compuesto térmico.
Paso 9: Cortar el soporte del Peltier a medida
A continuación, puede hacer la cubierta para el peltier. Es más fácil cortar el cuadrado con esta parte aún unida a la lata: corte el cuadrado y luego use un abrelatas para quitar la parte inferior. Marque alrededor del peltier con un marcador negro y taladre un agujero en el centro. Ajuste a partir de esto usando las tijeras corta chapa para hacer el cuadrado. El cuadrado debe ser un poco más pequeño que el chip peltier para que lo fije. Marque los dos orificios de la misma manera que en el disipador de calor y taladre para obtener el tamaño correcto.
Nota: En la demostración se hizo el corte ligeramente redondo para no cortar las nervaduras de refuerzo de la tapa de lata.
Paso 10: Aplicar el compuesto térmico
Ahora puede aplicar el compuesto térmico al disipador de calor. Asegúrese de que esté limpio y extienda el compuesto sobre el área de contacto.
Nota: El compuesto térmico solo necesita ser una capa muy fina, no una pasta espesa como se ha hecho en la demostración. Hay demasiado compuesto térmico en la imagen.
Paso 11: Ajustar el Peltier
Ahora puede colocar el peltier en el disipador de calor. Presiónelo hacia abajo en el compuesto térmico y muévalo para suavizalo. Como observará en la imagen, el peltier está muy sucio por el hollín por las pruebas realizadas anteriormente. Sin embargo, el lado que está en contacto con el disipador de calor en el generador termoeléctrico casero debe estar limpio.
Cuando utilice el dispositivo, trate de evitar que el peltier se ensucie con hollín, ya que bloquea la transferencia de calor. Use el ajuste de altura de la vela correcto para hacerlo bien.
Paso 12: Aísle el Peltier
Ahora necesita hacer un aislante térmico entre el disipador de calor y la lata de fuego. Corta un cuadrado del papel aluminio del mismo tamaño que el chip peltier y colócalo sobre él. Rellenar los laterales con tiras de lana de roca de 5 mm de grosor. Doblar la lámina y para obtener un anillo cuadrado como se observa en la imagen. No se preocupe si es demasiado grueso, ya que los pernos lo comprimirán cuando los apriete.
Paso 13: Corte un parche de aluminio para el Peltier
Ahora corta un círculo de una placa gruesa de aluminio del mismo tamaño que el chip peltier usando las tijeras corta chapa, haciendo unas marcas primeros. Lije el parche con papel fino para quitar la pintura. Aplique compuesto térmico (el mismo utilizado anteriormente) y colóquelo suavemente sobre el peltier listo para el paso siguiente.
Nota: Cuanto más gruesa sea la chapa (hasta donde la tijera pueda cortar) más ayudara a mantener la temperatura estable de la lámpara.
Paso 14: Atornille el Peltier hacia abajo
Ahora puedes atornillar el peltier en su sitio. Deberá perforar algunos agujeros en el aislante de lana de roca para los pernos.
Paso 15: Suelde y coloque el “Ladrón de Julios”
Puede quitar el paquete de baterías del cargador de emergencia y simplemente usar la tapa de plástico con el circuito adentro.
Primero verifique la polaridad de los cables para asegurarse de saber de qué manera soldarlos cuando termine su generador termoeléctrico casero. Puede hacer esto simplemente probándolos en ambos sentidos para ver cuál funciona. Haga esto con el peltier calentado por la vela. Deberá soldar los cables en el ladrón de julios y luego conectarlo a la lata. Utilizar pegamento termofusible para fijarlo en su lugar. Debería tener un buen conector de salida de 2,5 mm donde pueda conectar cosas.
Paso 16: Generador termoeléctrico casero terminado
Pruebe varias cargas en la salida para ver qué tipo de potencia obtiene. Diferentes peltiers emitirán diferentes cantidades de energía; también depende de la diferencia de temperatura que se logre alcanzar. En la demostración se logró cargar un reproductor de MP3 y una linterna LED.
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Hola me llamo Ariel su pagina me parece muy útil para minimizar el uso de las energías tradicionales como el Gas y la Electricidad; Si tomáramos conciencia de que cada familia puede generar un poco de agua caliente o luz ayudaríamos al planeta para que este se auto regenere y no consumamos del todo las energías
Todos estos inventos son exelentes ,para quienes estamos en favor del medio ambiente!
Muchas gracias por todo esto ,les mando un fuerte abrazo con afecto!