Como fazer um gerador Termoelétrico

Olá galera! Este artigo ajudará você a construir seu próprio gerador termoelétrico usando refrigeradores termoelétricos (também conhecido como TEC). Se você seguir todas as etapas deste tutorial, será capaz de gerar energia apenas com fogo e água!

O que você vai aprender com este artigo:

1. Como o TEC funciona

2. Use TEC para gerar energia

3. Como construir um gerador termoelétrico

4. Como aproveitar o efeito Seebeck

5. Faça experiências divertidas com TEC (fazendo gelo e alimentando um MOTOR)

Assegure-se de assistir ao vídeo porque é mais ilustrativo. Assine o meu canal no Youtube para não perder nenhum projeto e me ajudar a crescer!

Os resfriadores termoelétricos operam usando o efeito Peltier. Este efeito cria uma diferença de temperatura ao transferir calor entre 2 junções elétricas. Aplicar tensão em condutores unidos cria uma corrente elétrica. Quando a corrente flui pelas junções dos dois condutores, o calor é removido de um lado e ocorre o resfriamento. O calor é depositado no outro lado.

Primeiro Passo – Experiências divertidas

FAZER GELO

Se você conectar seu TEC a uma fonte de alimentação, um lado da placa aquece enquanto o outro esfria, o que é chamado de efeito Peltier. O lado quente pode ficar muito quente, então adicione um dissipador de calor e coloque-o na água para garantir um bom resfriamento. O lado frio deste dispositivo pode atingir temperaturas baixas o suficiente para congelar a água!

ENERGIA LIVRE

Este dispositivo também pode ser usado ao contrário para gerar eletricidade. Ao aquecer um lado da placa e resfriar o outro, podemos criar uma diferença de voltagem no dispositivo de resfriamento termoelétrico. Isso é chamado de efeito Seebeck e é disso que vamos aproveitar neste artigo.

Segundo Passo – Juntar o material necessário

Aqui está uma lista do material de que precisamos para concluir este projeto:

• 8 a 10 x TEC
• 1 x regulador de tensão
• 10 x velas
• 1 x pasta termoelétrica
• 1 x bandeja de alumínio
• 1 x placa de alumínio
• 1 x Loctite
• 1 x fita isolante
• Ferramentas de que você precisará:
• 1 x X-acto
• 1 x ferro de soldar
• 1 x fio de soldar

Terceiro Passo – Instalar e soldar os TEC

Vamos começar fazendo alguns cálculos. Você pode consultar a Folha de Dados Técnicos do Resfriador Termelétrico (TDS) para verificar as dimensões ou simplesmente medi-lo com uma régua. As dimensões devem ser 40×40 mm. Antes de começar, você precisa decidir se deseja usar 8 ou 10 TEC. A diferença é que 10 fornecerá mais tensão e corrente do que 8. Eu usei 8 TECs, então minha bandeja de alumínio deve ter uma base de 160×80 mm. TOME CUIDADO, a base precisa ser plana para que você possa colar o TEC fazendo contato total com ele. Comprei primeiro uma bandeja com um leve declive e percebi que não funcionaria porque precisamos aproveitar o gradiente de temperatura e o declive não permitiria.

Depois de saber onde o TEC será instalado, você deve isolar a área com uma fita isolante, conforme mostrado na segunda foto. Em seguida, aplique pasta térmica no lado em branco e cole com as letras voltadas para cima. Você notará que os fios vermelho e preto formam pares. Vamos soldá-los juntos, exceto o fio vermelho do TEC número 8 e o fio preto do TEC número 4, que ficarão soltos. Para completar o circuito, o fio preto do TEC número 5 deve ser soldado ao fio vermelho do TEC número 1.

Após concluir esta etapa, concluímos a soldagem. Aconselho você a colar mais fita isolante sobre os pontos de solda para evitar o contato com outras superfícies.

Quarto Passo – Fazer uma base, um suporte para o regulador de tensão e um pequeno truque 🙂

FAZER A BASE

 Devemos começar a projetar a base. Para isso, precisamos levar em consideração as dimensões de nossa bandeja. Minha bandeja de alumínio tem 230x230x50mm. Vamos nos concentrar na altura (50mm). Precisamos adicionar 5 mm por causa da espessura do TEC. Considero 15mm como uma distância adequada entre o TEC e as chamas das velas. Vamos assumir que vela + chama tem 30 mm. 

Resumindo: 

• Altura da bandeja + espessura TEC = 50 + 5 = 55 mm
• Distância entre TEC e chama = 15mm 
• Vela + chama = 30mm 
• Altura total do suporte = 100 mm 

Você deve naturalmente levar em consideração a altura da bandeja e, em seguida, somar o restante dos fatores.

Usei uma placa de alumínio para construir o estande. Você precisa de uma placa 430 (100 + 230 + 100) x100mm, conforme ilustrado no desenho acima. Você deve dobrar cada linha em 90º, formando um C.

SUPORTE DE REGULADOR DE TENSÃO

Você pode facilmente construir um suporte para o regulador de tensão cortando uma tira de alumínio de 30x250mm. Quando isso for feito, você deve dobrar as bordas para caber nas laterais da bandeja de alumínio. Cortei então 3 pedaços de cortiça e colei-os ao suporte. O regulador de tensão foi colado no topo da cortiça para garantir que também está isolado. Você pode ver o resultado na imagem número 2.

CONECTANDO OS FIOS DO TEC AO REGULADOR DE TENSÃO

Convencionalmente, em eletricidade, o vermelho é positivo (+) e o preto é negativo (-). Se você usar um multímetro para medir a tensão entre os fios vermelho e preto soltos, você lerá uma tensão negativa. Isso significa que, devido à maneira como soldamos as pastilhas do TEC, a polaridade foi invertida. Portanto, também precisamos inverter a forma como conectamos as almofadas do TEC ao regulador de tensão. Se você tiver dúvidas sobre esta conexão, verifique a imagem ao lado.

PEQUENO TRUQUE

Para garantir que o TEC pegue mais calor das velas, usei uma placa de alumínio (160×120 mm) e curvei as bordas. Essa peça de alumínio cobre mais área do que as placas do TEC, portanto, é capaz de captar mais calor. Essa etapa é super importante porque, como você sabe, o TEC trabalha com diferença de temperatura então, quanto mais calor coletarmos (com a mesma quantidade de velas), melhor será o resultado. Agora basta aplicar pasta térmica nos TECs e depois colar o pedaço de alumínio bem em cima. Usei algumas pinças para garantir que fica bem colado e deixei secar por 12 horas.

A imagem número 5 mostra como deve ser. É uma posição bastante estável!

Quinto Passo – Preparar tudo para carregar um TELEFONE

A parte mais difícil, que é esboçar, fazer e fazer a eletrônica. Esta é a parte mais fácil e divertida! Estamos quase prontos para começar a produzir eletricidade com esses incríveis dispositivos eletrônicos.

Vamos começar colocando o máximo de velas possível na base de suporte. Ilumine-os e instale a bandeja. Depois disso, você deve despejar água na bandeja. No meu experimento adicionei alguns cubos de gelo para deixar a água mais fria e, portanto, gerar mais energia. Você notará que logo um pequeno LED no regulador de tensão acenderá e então a tensão no display começará a subir.

Boas notícias: FUNCIONA! Espere um ou dois minutos para que se estabilize e pressione o botão no regulador de tensão. Isso configurará um filtro que permite que apenas 5 V passem pelo regulador, que é o que os telefones normalmente absorvem. Se você estiver curioso, também pode medir a corrente com um multímetro. Quanto mais alta a corrente, mais rápido ele carregará. Você deve trocar a água a cada 15 minutos para certificar-se de manter a superfície fica fria o suficiente para gerar uma boa quantidade de energia.

Assim acaba este artigo, espero que tenham gostado do projeto e certifique-se de se inscrever no meu canal no Youtube para me ajudar a crescer e continuar fazendo projetos DIY!