Torcia a cella Peltier
- Creatore Discussione Crafter
- Data di Inizio
Veramente una bella idea!
Per quel poco che ho capito/trovato, si basa su dei componenti elettronici già sviluppati e che aveva già usato in altri casi, i "Peltier tiles", o mattonelle (?) di Peltier. Sono componenti che, a fronte di una differenza di temperatura, forniscono una differenza di potenziale, e quindi una corrente.
Peltier tiles utilize heat flow to generate electricity. How does it actually work? Can Peltier tiles be used to produce meaningful amounts of electricity? : askscience
Non ha quindi inventato niente di "spaziale", però è stata decisamente brava nell'ideare questa interessantissima applicazione, a fare i conti per vedere se funzionava e a creare il prototipo.
Diventerà un'ottima ingegnere!
Per quel poco che ho capito/trovato, si basa su dei componenti elettronici già sviluppati e che aveva già usato in altri casi, i "Peltier tiles", o mattonelle (?) di Peltier. Sono componenti che, a fronte di una differenza di temperatura, forniscono una differenza di potenziale, e quindi una corrente.
Peltier tiles utilize heat flow to generate electricity. How does it actually work? Can Peltier tiles be used to produce meaningful amounts of electricity? : askscience
Non ha quindi inventato niente di "spaziale", però è stata decisamente brava nell'ideare questa interessantissima applicazione, a fare i conti per vedere se funzionava e a creare il prototipo.
Diventerà un'ottima ingegnere!
Mi sono documentato.
Quella di questa ragazza è stata un'idea davvero ingegnosa.
Ha sfruttato il funzionamento della Cella di Peltier al contrario.
Per capire il funzionamento della torcia va spiegato innanzi tutto cos'è una Cella di Peltier: la Cella di Peltier è un dispositivo (immaginatevi una piastrina) in cui all'interno è collocato un filo elettrico dove scorre della corrente. Lo scorrimento della corrente provoca il trasferimento del calore da un lato della piastra all'altro, in sostanza sottrae calore al lato "A" della piastra per passarlo al lato "B" della piastra, così da avere un lato che si scalda ed un lato che si raffredda. Questo fenomeno è dovuto a particolari proprietà di alcuni materiali (molti materiali sono sensibili al passaggio della corrente elettrica e subiscono effetti fisici come la dilatazione ad esempio o, come in questo caso, il trasferimento di calore).
Ora, questa ragazzina ha semplicemente sfruttato questo fenomeno al contrario, ovvero dare temperature diverse ai due lati della Cella di Peltier in modo da generare un passaggio di corrente. (Utilizzare un certo tipo di fenomeno al contrario è di uso comune, pensate semplicemente ad un motore elettrico collegato a delle pale: se si da corrente in entrata viene alimentato il motore che fa girare le pale, esattamente come un ventilatore; se invece siamo noi a far girare le pale, ad esempio grazie alla forza del vento, si genera una corrente elettrica che esce dal motore, un po' come succede nei mulini a vento per la produzione di energia elettrica eolica).
Tornando alla torcia, da una parte della Cella di Peltier viene poggiato il palmo della nostra mano che scalda la piastrina, dall'altro lato della piastrina invece la temperatura resta quella dell'ambiente. Questa differenza di temperatura fra i due lati della Cella di Peltier induce la produzione di una corrente elettrica che va poi ad alimentare la lampadina a led. Ed ecco fatta la magia!
Spero di aver spiegato abbastanza bene la teoria dietro questa ingegnosa invenzione! ^^
Quella di questa ragazza è stata un'idea davvero ingegnosa.
Ha sfruttato il funzionamento della Cella di Peltier al contrario.
Per capire il funzionamento della torcia va spiegato innanzi tutto cos'è una Cella di Peltier: la Cella di Peltier è un dispositivo (immaginatevi una piastrina) in cui all'interno è collocato un filo elettrico dove scorre della corrente. Lo scorrimento della corrente provoca il trasferimento del calore da un lato della piastra all'altro, in sostanza sottrae calore al lato "A" della piastra per passarlo al lato "B" della piastra, così da avere un lato che si scalda ed un lato che si raffredda. Questo fenomeno è dovuto a particolari proprietà di alcuni materiali (molti materiali sono sensibili al passaggio della corrente elettrica e subiscono effetti fisici come la dilatazione ad esempio o, come in questo caso, il trasferimento di calore).
Ora, questa ragazzina ha semplicemente sfruttato questo fenomeno al contrario, ovvero dare temperature diverse ai due lati della Cella di Peltier in modo da generare un passaggio di corrente. (Utilizzare un certo tipo di fenomeno al contrario è di uso comune, pensate semplicemente ad un motore elettrico collegato a delle pale: se si da corrente in entrata viene alimentato il motore che fa girare le pale, esattamente come un ventilatore; se invece siamo noi a far girare le pale, ad esempio grazie alla forza del vento, si genera una corrente elettrica che esce dal motore, un po' come succede nei mulini a vento per la produzione di energia elettrica eolica).
Tornando alla torcia, da una parte della Cella di Peltier viene poggiato il palmo della nostra mano che scalda la piastrina, dall'altro lato della piastrina invece la temperatura resta quella dell'ambiente. Questa differenza di temperatura fra i due lati della Cella di Peltier induce la produzione di una corrente elettrica che va poi ad alimentare la lampadina a led. Ed ecco fatta la magia!
Spero di aver spiegato abbastanza bene la teoria dietro questa ingegnosa invenzione! ^^
D
Derrick
Guest
Brillante davvero dal punto di vista dell'ideazione e della realizzazione.
Il problema dell'uso pratico è che se fuori fa freddo la usi con dei guanti, bisognerebbe farsi fare dei guanti appositi col "buco" per tenere dentro la torcia, comunque l'idea è eccellente.
Mi sono sempre chiesto, a dire il vero, perché non esistono torce frontali con l'accumulatore e il generatore a manovella, come esistono in casa (ne ho una). Immagino che non sia una cosa difficile da miniaturizzare. 5 minuti di giri di manovella per, che so, un'ora di luce, poi di nuovo manovella. Senza starsi a preoccupare di accumulatori da ricaricare.
Questa torcia comunque è ancora meglio. Chissà forse il calore della fronte può bastare per farne una frontale.
Il problema dell'uso pratico è che se fuori fa freddo la usi con dei guanti, bisognerebbe farsi fare dei guanti appositi col "buco" per tenere dentro la torcia, comunque l'idea è eccellente.
Mi sono sempre chiesto, a dire il vero, perché non esistono torce frontali con l'accumulatore e il generatore a manovella, come esistono in casa (ne ho una). Immagino che non sia una cosa difficile da miniaturizzare. 5 minuti di giri di manovella per, che so, un'ora di luce, poi di nuovo manovella. Senza starsi a preoccupare di accumulatori da ricaricare.
Questa torcia comunque è ancora meglio. Chissà forse il calore della fronte può bastare per farne una frontale.
mai provata, ma c'e'. Ne ho provata una piccola da mettere sul portachiavi, ma e' cosi' piccola che non "tira" molto.
Ha ha, bella questa trovata!
Io non ci capisco molto, ma c'è un'applicazione simile (differenza di temperatura) nel motore stirling (il quale però non è più molto usato per diversi motivi).
https://www.youtube.com/watch?v=1qaw2NhOQ4g&feature=player_embedded
https://www.youtube.com/watch?v=1qaw2NhOQ4g&feature=player_embedded
D
Derrick
Guest
Ah, è pure economica, è questa qui:
Hand Crank Self-Powered 3 LED Headlamp/Headlight with Headband, No Batteries Required
Solo che l'invio avviene dalla Cina.
Se la trovo in Italia/Europa la compro. La metti nello zaino e ti scordi di averla.
Con quella che ho devo sempre dare una ricaricata alla batteria prima dell'escursione.
Vorrei fossero fatti così anche i telefonini. Se uno fa escursioni di più giorni, tra telefono/smartphone, GPS, torcia diventa un casino pensare all'energia.
PS Alternativa, spedizione dagli Stati Uniti, un po' meno casino:
http://www.amazon.com/Mitaki-Japan-Crank-Led-Head-Lamp/dp/B002XUIL4C
Hand Crank Self-Powered 3 LED Headlamp/Headlight with Headband, No Batteries Required
Solo che l'invio avviene dalla Cina.
Se la trovo in Italia/Europa la compro. La metti nello zaino e ti scordi di averla.
Con quella che ho devo sempre dare una ricaricata alla batteria prima dell'escursione.
Vorrei fossero fatti così anche i telefonini. Se uno fa escursioni di più giorni, tra telefono/smartphone, GPS, torcia diventa un casino pensare all'energia.
PS Alternativa, spedizione dagli Stati Uniti, un po' meno casino:
http://www.amazon.com/Mitaki-Japan-Crank-Led-Head-Lamp/dp/B002XUIL4C
c'e' il caricatore a manovella factotum mi sembra. li mettono insieme a radio, etc.
Carino il video!
Già, l'applicazione è simile, ma un po' più antica... 1800 circa.
E poi il motore di stirling è un congegno meccanico, la cella nominata in precedenza elettrica. Ma, come giustamente osservato, il principio alla base è lo stesso: dove c'è differenza di temperatura c'è un flusso di calore e quindi del lavoro potenzialmente sfruttabile, in qualche modo.
Maledetta termodinamica!
Negli anni 20 in russia c'era una sorta di "termopila" che forniva la corrente ai ricevitori radio usando un lume a petrolio,la fiamma scaldava delle "termopile" fatte a raggera e forniva i pochi mA per la corrente anodica.
Di per se il corpo umano è una stufa ,sviluppa circa 100 watt di calore,e se si muove tanto di più (il rendimento dei muscoli è intorno al 10%).
Paradossalmente se esistesse un alieno amorfo che abbisogni per vivere di sola energia termica,gli basterebbe farci da "seconda pelle" ,sarebbe molto fetish ma termodinamicamente funzionerebbe.
L'energia termica è a un livello di "qualità" molto scarso rispetto a quella elettrica,tant'è vero che tutti i sistemi che fanno una conversione hanno rendimenti molto bassi.
C'è anche da dire che con i led si può avere tanto spendendo "in calore" molto poco,resta lo scoglio della schifosa luce fredda (in fase di superamento) .
Io sono dell'idea che in tutto serva principalmente puntare sull'efficenza. Sempre tornando alle radio russe,le potenze con cui uscivano "in audio" erano decisamente basse (0,3 watt) ma venivano inviate a dei diffusori audio con un efficenza tale che se usati con l'uscita di un walkman a cassette ci assorderebbero.
Non so che conversione e con che rendimento si faccia ma accendere un led col calore corporeo è sicuramente possibile.
Di per se il corpo umano è una stufa ,sviluppa circa 100 watt di calore,e se si muove tanto di più (il rendimento dei muscoli è intorno al 10%).
Paradossalmente se esistesse un alieno amorfo che abbisogni per vivere di sola energia termica,gli basterebbe farci da "seconda pelle" ,sarebbe molto fetish ma termodinamicamente funzionerebbe.
L'energia termica è a un livello di "qualità" molto scarso rispetto a quella elettrica,tant'è vero che tutti i sistemi che fanno una conversione hanno rendimenti molto bassi.
C'è anche da dire che con i led si può avere tanto spendendo "in calore" molto poco,resta lo scoglio della schifosa luce fredda (in fase di superamento) .
Io sono dell'idea che in tutto serva principalmente puntare sull'efficenza. Sempre tornando alle radio russe,le potenze con cui uscivano "in audio" erano decisamente basse (0,3 watt) ma venivano inviate a dei diffusori audio con un efficenza tale che se usati con l'uscita di un walkman a cassette ci assorderebbero.
Non so che conversione e con che rendimento si faccia ma accendere un led col calore corporeo è sicuramente possibile.
D
Derrick
Guest
Il tubo cavo di alluminio all'interno del corpo della lampada dovrebbe essere costantemente riempito di aria "esterna" e quindi la differenza di temperatura rimarrebbe presente. Certo se l'aria si "ferma" dentro al tubo la cosa funziona meno.
E in effetti non sarebbe tanto semplice fare una lampada così ma frontale.
La soluzione del generatore a manovella potrebbe essere superiore come affidabilità e forse pesa pure meno.
Il principio che sta dietro a quella torcia si basa, quasi certamente, sul fenomeno definito "effetto seebeck" scoperto dall'omonimo fisico estone Seebeck nel 1826 ed è l'opposto del fenomeno scoperto dal fisico Peltier Effetto Seebeck - Wikipedia
La torcia presentata dalla studentessa è obbiettivamente "accattivante" ma è una realizzazione che molto difficilmente avrà risvolti pratici per i costi e per i rendimenti che sono molto modesti. Termopile o generatori di corrente che sfruttano le celle di Peltier sono noti nel campo delle fonti "alternative" ma sono veramente scarsamente utilizzati per motivi economici, di efficienza e tecnici.
Ovviamente questo non toglie che l'operato della studentessa denoti una capacità estremamente potenzialmente utile al di fuori di un ambiente accademico.
Ciao, Gianluca
La torcia presentata dalla studentessa è obbiettivamente "accattivante" ma è una realizzazione che molto difficilmente avrà risvolti pratici per i costi e per i rendimenti che sono molto modesti. Termopile o generatori di corrente che sfruttano le celle di Peltier sono noti nel campo delle fonti "alternative" ma sono veramente scarsamente utilizzati per motivi economici, di efficienza e tecnici.
Ovviamente questo non toglie che l'operato della studentessa denoti una capacità estremamente potenzialmente utile al di fuori di un ambiente accademico.
Ciao
, GianlucaIl problema della circolazione dell´aria se l´é posto e sembra anche che l`abbia risolto. Nel video é in una stanza riscaldata e comunque i led funzionano, in un posto a temperatura minore la luce sarebbe piú intensa. In alcuni ambienti la temperatura potrebbe essere un limite di utilizzo, ma in generale é proprio comoda.
Certo, le celle di Peltier hanno dei limiti, ma per la limitata potenza richiesta dai led funzionano egregiamente
Certo, le celle di Peltier hanno dei limiti, ma per la limitata potenza richiesta dai led funzionano egregiamente
D
Derrick
Guest
Ora che ci penso il tubo cavo potrebbe essere posto in qualche modo al di sopra della lampada ed essere aperto da entrambi i lati, e fungere da maniglia, in modo che camminando si formi una circolazione forzata di aria "fredda" dentro il tubo mentre la mano fornisce il calore.
D
Derrick
Guest
Oggi ne ho cercati e ne ho trovati diversi.
Ce n'è uno che fa anche da accendino.
Questo mi sembra essere il più completo per quanto riguarda gli attacchi.
CARICABATTERIE DI EMERGENZA PER DISPOSITIVI ELETTRONICI UNIVERSALE A DINAMO | eBay
Manca qualche adattatore per ricaricare degli accumulatori AAA o AA e poi veramente saremmo a cavallo.
Avventurosamente guadagna dagli acquisti idonei dei prodotti linkati.
