如今，世界各(ge)地(di)的很多人都(dou)接(jie)受(shou)了(le)綠色能源收集(ji)。為(wei)什麽(me)？簡(jian)單(dan)的(de)！它(ta)從(cong)環(huan)境(jing)中(zhong)浪(lang)費(fei)的或(huo)不(bu)同的(de)能源中(zhong)提供電(dian)力。有(you)趣的(de)是(shi)，該系(xi)統(tong)無需(xu)電(dian)池(chi)或(huo)電(dian)網連接(jie)即(ji)可(ke)完成所有(you)這些(xie)工(gong)作(zuo)。它(ta)的(de)壹些(xie)能(neng)源和(he)熱(re)源(yuan)包括熱(re)、太(tai)陽(yang)能(neng)和(he)無線電頻率。也(ye)就是(shi)說(shuo)，熱(re)電能量收集(ji)技(ji)術(shu)是(shi)壹(yi)種能(neng)源——屬(shu)於(yu)綠(lv)色類別。它(ta)利用塞(sai)貝(bei)克效(xiao)應將(jiang)溫(wen)度梯(ti)度改(gai)變為(wei)電能(neng)。那(na)麽(me)，您是(shi)否熱(re)衷(zhong)於學習如何(he)構(gou)建(jian)強(qiang)大且(qie)可(ke)靠的能源生(sheng)產(chan)轉換(huan)器(qi)？也(ye)就是(shi)說(shuo)，在(zai)散(san)熱的(de)地(di)方發(fa)電(dian)？然後(hou)，如果(guo)您考(kao)慮(lv)制作 DIY 熱電發(fa)電(dian)機(ji)，這會有(you)所幫助(zhu)。

在本文(wen)中(zhong)，我們將(jiang)向(xiang)您介紹 TEG、制作方法(fa)的(de)詳(xiang)細步驟等。

讓(rang)我(wo)們開(kai)始(shi)！ 

什麽(me)是 TEG？

TEG 或(huo) Peltier 發(fa)生器(qi)是(shi)壹(yi)種固態半導(dao)體器(qi)件。事實(shi)上，它將設備(bei)層之(zhi)間的(de)熱差改(gai)變為(wei)電（或(huo)有(you)價(jia)值(zhi)的直流電源(yuan)）。

此外，重要的(de)是不(bu)要將(jiang)熱電(dian)冷(leng)卻(que)器(qi)與(yu) TEG 混(hun)淆(xiao)。畢竟，它(ta)們都(dou)具有(you)相同(tong)的組(zu)件。事實(shi)上，當(dang)您向(xiang)設備(bei)施(shi)加電(dian)壓(ya)時，熱電(dian)冷(leng)卻(que)器(qi)會產(chan)生電(dian)流。它最(zui)終成為(wei)壹種熱(re)電裝置(zhi)。

因(yin)此，熱(re)量產(chan)生的(de)電(dian)會刺激(ji)珀(po)爾帖效(xiao)應。因(yin)此(ci)，產(chan)品(pin)將(jiang)熱量從冷(leng)側轉(zhuan)移到(dao)熱側(ce)。但是熱電發電(dian)機(ji)有(you)助(zhu)於去除或(huo)增(zeng)加熱(re)量，尤(you)其是對於(yu)固態設備(bei)。此外，它還(hai)帶(dai)有(you)兩(liang)種不(bu)同的半導(dao)體材料，可(ke)用於實(shi)現塞(sai)貝(bei)克效(xiao)應。

什(shen)麽(me)是塞(sai)貝(bei)克效(xiao)應？當(dang)您使 TEG 的兩(liang)側產(chan)生溫(wen)差(cha)時，它可(ke)以幫助(zhu) TEG 開始(shi)產(chan)生電(dian)能(neng)。當(dang) TEG 配(pei)置(zhi)的內(nei)部(bu)結(jie)構(gou)使用壹些(xie)摻雜的(de) p 和(he) n 半導(dao)體時，就會發生(sheng)這種情(qing)況。

我們將(jiang)在(zai)本文(wen)後(hou)面詳(xiang)細討論(lun)它(ta)。

熱(re)電發電(dian)機(ji)如何(he)工(gong)作(zuo)？

在(zai)我(wo)們深(shen)入了解熱(re)電發(fa)電機(ji)的工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)之(zhi)前(qian)，了解它們的(de)結(jie)構(gou)至關重要。 

TEG的(de)建(jian)設

TEG 通(tong)常(chang)有(you)兩(liang)種特(te)殊的(de)半導(dao)體 P 型(xing)和(he) N 型(xing)，每(mei)種半導(dao)體具有(you)不同(tong)的電子功率密(mi)度。也(ye)就是(shi)說(shuo)，您可(ke)以從熱(re)放置(zhi)交(jiao)替(ti)的(de)半導(dao)體支柱（p 型(xing)和(he) n 型(xing)）開(kai)始(shi)。

支柱應該對齊。也(ye)就是(shi)說(shuo)，柱(zhu)應該是(shi)電(dian)串聯(lian)的(de)。有(you)了這個(ge)，您可(ke)以在每(mei)壹側(ce)使用導(dao)熱板來連接(jie)兩(liang)個(ge)支柱。

這裏(li)的(de)提示(shi)是選(xuan)擇陶(tao)瓷(ci)導(dao)電板 - 如果(guo)您不(bu)想添加另壹個(ge)絕緣體(ti)。因(yin)此，當(dang)您向(xiang)半導(dao)體的(de)“自由(you)端”施(shi)加電(dian)壓(ya)時，電流將流過(guo)雙(shuang)金(jin)屬(shu)結(jie)。

因此(ci)，您會註(zhu)意到(dao)熱能(neng)差異(yi)，這不(bu)是(shi)偶然(ran)的例(li)外。此外，帶(dai)有(you)冷(leng)卻(que)板的裝置部分(fen)吸(xi)收熱(re)量（熱排氣(qi)煙(yan)道），然(ran)後(hou)將其移動(dong)到(dao)設備(bei)的另壹側。 

熱電(dian)發電機(ji)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)

熱(re)電(dian)發(fa)電機利用塞(sai)貝(bei)克效(xiao)應工(gong)作(zuo)。當(dang)半導(dao)體經歷電(dian)荷載(zai)流子在(zai)內部(bu)移(yi)動(dong)時，就會發生(sheng)這種效(xiao)應。但(dan)是(shi)您擁有(you)的電(dian)荷載流子將(jiang)取(qu)決於(yu)您使用的半導(dao)體類(lei)型(xing)。

例(li)如，電(dian)荷(he)載流子是(shi)摻雜的(de) p 型(xing)半導(dao)體中(zhong)的(de)空穴(xue)和(he) n 型(xing)中(zhong)的(de)電子。也(ye)就是(shi)說(shuo)，從(cong)半導(dao)體的(de)熱(re)端來看(kan)，電(dian)荷載流子傾(qing)向(xiang)於(yu)擴(kuo)散(san)。結(jie)果(guo)，設備(bei)的壹端將累(lei)積(ji)所有(you)形式的(de)能量電荷(he)。

因(yin)此，積聚(ju)將產(chan)生與(yu)半導(dao)體兩(liang)端的溫差成正比(bi)的(de)電壓(ya)電(dian)位(wei)。 

什(shen)麽(me)是(shi)塞(sai)貝(bei)克效(xiao)應

當(dang)導(dao)電材料由(you)於溫度範(fan)圍(wei)差異(yi)而在兩(liang)點之(zhi)間產(chan)生電(dian)動(dong)勢(shi)時，就會發生(sheng)塞(sai)貝(bei)克效(xiao)應。因(yin)此(ci)，您可(ke)以將電(dian)動勢(shi)稱(cheng)為(wei)熱電(dian)電(dian)動(dong)勢或(huo)塞(sai)貝(bei)克電(dian)動勢(shi)。

此(ci)外，塞(sai)貝(bei)克系(xi)數(shu)是指(zhi)溫(wen)差(cha)與(yu)電動(dong)勢之(zhi)間的(de)比率。然後(hou)，熱電(dian)偶可(ke)幫助(zhu)您測(ce)量兩(liang)種不(bu)同模塊設計材料之(zhi)間的(de)兩(liang)端（熱端和(he)冷(leng)端）的電位(wei)差(cha)。

此(ci)外，電位(wei)差(cha)與(yu)溫度差(cha)（冷(leng)端和(he)熱(re)端）成正比(bi)。但(dan)是，這種效(xiao)應的(de)缺(que)點是它需(xu)要極端的溫差。

這是(shi)系(xi)統(tong)的(de)難點，因為(wei)設備(bei)壹側的多余熱量會加熱(re)另壹側。因此(ci)，它可(ke)能會損壞 TEG 並產(chan)生零(ling)電(dian)力(li)。

因(yin)此(ci)，為(wei)了保(bao)持最佳(jia)響應，只(zhi)有(you) TEG 的壹(yi)側應該是(shi)熱(re)的，而另壹側應該放松。 

DIY熱(re)電(dian)發電機

以下(xia)是構(gou)建(jian) DIY 熱電(dian)發(fa)電(dian)機所需(xu)的(de)清(qing)單(dan)：

• 蠟(la)燭(zhu) (10)

• 鋁托盤 (1)

• 技術(shu) (8)

• 絕緣膠帶(dai) (1)

• 焊料絲(si)（1）

• 鋁板 (1)

• X-act 刀(dao) (1)

• 樂泰(tai) (1)

• 電(dian)壓(ya)調(tiao)節(jie)器(qi) (1)

• 烙鐵 (1)

• 熱(re)電膏(1)

腳步

步驟 1- 固定和(he)焊接(jie)熱電冷(leng)卻(que)器(qi)

首先使用尺(chi)子(zi)確認(ren) TEC 的尺(chi)寸(cun)（約(yue) 40 x 40 毫(hao)米）。然後(hou)，使用您的(de) 8 TEC。但是(shi)如果(guo)妳(ni)想要更(geng)多的電流和(he)電(dian)壓(ya)，妳(ni)可(ke)以使用 10。所以，對於(yu) 8 TEC，鋁托盤的底(di)部應該是(shi) 160 x 80 毫(hao)米。

當(dang)妳(ni)在做的(de)時候(hou)，確保(bao)妳(ni)的底座是(shi)平的(de)。這樣(yang)，就可(ke)以輕松粘(zhan)合(he) TEC，從(cong)而獲(huo)得(de)溫度梯(ti)度。接(jie)下(xia)來，您可(ke)以使用絕緣膠帶(dai)對將(jiang)要安(an)裝 TEC 的(de)區(qu)域進行絕緣。

然(ran)後(hou)，在空白(bai)的(de)壹(yi)面(mian)塗(tu)上壹些(xie)導(dao)熱膏。在(zai)此(ci)期間，將(jiang) TEC 的字母(mu)朝(chao)上粘(zhan)貼(tie)。有(you)了這個(ge)，妳(ni)會看(kan)到(dao)電線形成對（紅(hong)色和(he)黑色）。除了 TEC 4 號黑線和(he) 8 號(hao)紅(hong)線外，焊接(jie)其他(ta)電纜(lan)。

換(huan)句(ju)話說，TEC 8 和(he) 4 應該保(bao)持松散(san)。然後(hou)，您可(ke)以通(tong)過(guo)將 TEC 5（黑線）焊接(jie)到(dao) TEC 1（紅線）來完(wan)成循(xun)環(huan)。

完成此處(chu)的(de)過(guo)程後(hou)，在焊點上再貼(tie)上壹些(xie)絕緣膠帶(dai)。這樣(yang)，焊接(jie)問(wen)題就不(bu)會與(yu)其他(ta)表面接(jie)觸(chu)。 

第 2 步 - 創建(jian)您的(de)展(zhan)臺(tai)

在(zai)這壹(yi)步中，您需(xu)要考(kao)慮(lv)鋁托盤的高(gao)度，即(ji) 50 毫(hao)米。考(kao)慮(lv)到(dao)這壹(yi)點，添加大約(yue) 5 毫(hao)米的 TEC 厚度。那(na)麽，TEC和(he)蠟(la)燭(zhu)火焰(yan)之(zhi)間的(de)距離(li)可(ke)以是15mm。

計(ji)算如下(xia)：

• 蠟(la)燭(zhu) + 火焰(yan) = 30mm

• 鋁(lv)托盤高度+TEC厚(hou)度=（50+5）=55mm

• TEC 與(yu)火焰(yan)之(zhi)間的(de)間隙(xi) = 15mm

• 完整的支架(jia)高(gao)度 = 100mm

考(kao)慮(lv)到(dao)這壹(yi)點，請(qing)確保(bao)您的(de)鋁板約(yue)為(wei) 430 x 100 毫(hao)米。 

第 3 步 - 為(wei)您的(de)穩壓(ya)器(qi)構(gou)建(jian)支持

您可(ke)以通(tong)過(guo)切割鋁條(tiao)來(lai)做到(dao)這壹(yi)點，尺(chi)寸(cun)可(ke)以是 30 x 250 毫(hao)米。然後(hou)，繼續(xu)鋪(pu)邊(bian)。

因(yin)此(ci)，邊(bian)緣應完(wan)美(mei)貼(tie)合(he)鋁(lv)制托盤側面(mian)。然後(hou)，通(tong)過(guo)粘(zhan)合(he)三(san)個(ge)軟(ruan)木(mu)塞(sai)來(lai)支撐(cheng)支架(jia)。有(you)了這個(ge)，您可(ke)以將電(dian)壓(ya)調(tiao)節(jie)器(qi)直接(jie)粘(zhan)在(zai)軟木(mu)塞(sai)上以進行絕緣。 

第(di) 4 步 - 將 TEC 線連接(jie)到(dao)穩壓(ya)器(qi)

通(tong)常(chang)情(qing)況下(xia)，黑線是負(fu)極，而紅線是歡(huan)快(kuai)的(de)。因(yin)此，如果(guo)您測(ce)量 TEC 8 和(he) 4 之(zhi)間的(de)電壓(ya)，則會產(chan)生負(fu)電壓(ya)。因(yin)此(ci)，這意味著由(you)於您最(zui)初(chu)焊接(jie) TEC 焊盤的方式，極性反(fan)轉(zhuan)。

因(yin)此(ci)，您必須將 TEC 焊盤反(fan)向(xiang)連接(jie)到(dao)電壓(ya)調(tiao)節(jie)器(qi)。

此(ci)外，由(you)於 TEC 在溫差(cha)下(xia)工(gong)作(zuo)，因(yin)此(ci)請(qing)使用鋁板。當(dang)妳(ni)在它的(de)時候(hou)，彎曲(qu)邊(bian)緣。 

這樣(yang)，您的(de) TEC 將從(cong)蠟(la)燭(zhu)中獲(huo)得(de)更多熱量。並且(qie)您的(de)鋁（160 x 120 毫(hao)米）應該覆蓋(gai)在 TEC 板之(zhi)外。然後(hou)，用壹些(xie)熱(re)膠將鋁(lv)粘(zhan)在(zai) TEC 上並讓它幹燥(zao)。 

第 5 步 - 測試(shi)

根(gen)據您的(de)底座可(ke)以支持的數(shu)量添加盡(jin)可(ke)能多的蠟(la)燭(zhu)。然後(hou)，點燃蠟(la)燭(zhu)並固定您的(de)托盤。

然後(hou)，加入(ru)壹(yi)些(xie)水(shui)和(he)冰(bing)塊——讓(rang)妳(ni)的水(shui)變涼(liang)。更(geng)冷(leng)的水(shui)會轉化(hua)為(wei)更多的能量。有(you)了這個(ge)，您會註(zhu)意到(dao)連接(jie)到(dao)電壓(ya)調(tiao)節(jie)器(qi)的(de) LED 燈(deng)亮(liang)了(le)。因(yin)此(ci)，顯(xian)示(shi)器(qi)上的電壓(ya)將(jiang)開(kai)始(shi)增(zeng)加。

之(zhi)後(hou)，您可(ke)以等待(dai)大約(yue)兩(liang)分鐘(zhong)讓(rang)設(she)置穩定(ding)下(xia)來。之(zhi)後(hou)，按(an)下(xia)電壓(ya)調(tiao)節(jie)器(qi)按(an)鈕。因此，您的(de)濾(lv)波(bo)器(qi)將(jiang)只(zhi)允(yun)許 5V 電壓(ya)通(tong)過(guo)穩壓(ya)器(qi)。

只(zhi)要您在(zai)本文(wen)中(zhong)遵循(xun)以下(xia)步驟，就可(ke)以構(gou)建(jian) DIY 熱電(dian)發(fa)電(dian)機。此外，建(jian)造這種免(mian)費能源(yuan)設(she)備(bei)是朝(chao)著正確方向(xiang)邁出(chu)的重要壹(yi)步——尤(you)其是如果(guo)您是(shi)綠色倡導(dao)者。此(ci)外，它還(hai)可(ke)以幫助(zhu)您輕(qing)松地(di)將溫度轉(zhuan)換(huan)為(wei)電能(neng)。

那(na)麽(me)，您如何(he)看(kan)待(dai) TEG？您需(xu)要有(you)關設(she)置設備(bei)的幫助(zhu)嗎(ma)？請(qing)隨(sui)時聯系(xi)我(wo)們。我(wo)們很(hen)樂意提(ti)供幫助(zhu)。