Energia Termoambiente Valvim
Projeto de Energia Termoambiente - Geração de energia elétrica a partir do calor ambiente

Como funciona o gerador elétrico termoambiente - parte 1

Última atualização em 04/11/2016

projeto do gerador elétrico termoambiente 10kwO Gerador Elétrico Termoambiente foi projetado para converter o calor ambiente (energia termoambiente) em energia elétrica de forma limpa e sustentável. O fenômeno físico utilizado no processo é o efeito Seebeck e o efeito Peltier.

O gerador elétrico termoambiente utiliza módulos termoelétricos, especiais, denominados de MTAR - Módulo Termoelétrico de Alto Rendimento (denominação dada pelo autor do projeto, Valvim Dutra). O módulo termoelétrico tipo MTAR é fruto de anos de pesquisas e foi desenvolvido, especialmente, para viabilizar a construção de geradores elétricos termoambientes. A principal característica dos módulos, tipo MTAR, é possuir rendimento energético maior que 60%, podendo chegar a 90%.
Energias alternativas - Gerador Elétrico Termoambiente

O gerador elétrico termoambiente é constituído de:
  1. Um bloco receptor de calor (fonte quente) por onde a energia térmica, do ambiente, entra no equipamento. Diferentemente das demais máquinas térmicas, a "fonte quente" desse gerador é a própria temperatura ambiente.

  2. Uma fonte fria, protegida do ambiente, e mantida artificialmente em -30°C pelo MTAR Peltier (veja figura 1). Esta fonte fria tem como finalidade estabelecer um diferencial de temperatura, negativo, em relação à fonte quente. É este diferencial de temperatura que faz com que a energia térmica ambiente flua através do módulo termoelétrico, MTAR Seebeck, em direção à fonte fria.

  3. Um módulo termoelétrico tipo MTAR (com η=80%), configurado para trabalhar com o efeito Seebeck. Este módulo é montado entre o bloco receptor de calor e o bloco da fonte fria artificial. É este módulo que converte 80% do calor (da energia térmica) em energia elétrica, quando o calor flui através dele.

  4. O gerador utiliza ainda um segundo módulo termoelétrico, tipo MTAR (com η=80%) configurado para trabalhar com o efeito Peltier. Este segundo módulo retira o calor não-convertido (os 20% restantes), que chega ao bloco frio, e o bombeia de volta para o bloco receptor de calor. O primeiro objetivo, desta realimentação, é impedir que o calor, não-convertido em eletricidade, se acumule no bloco frio e altere a sua temperatura. O segundo objetivo é reciclar esse calor para que o rendimento global, do conjunto, alcance 100% de eficiência. Note que, o rendimento primário, de cada módulo termoelétrico, continuará sendo, neste caso, de 80% conforme as características do MTAR e de acordo como previsto pelas leis da Termodinâmica. Mas, o rendimento global, considerando a realimentação produzida pelo segundo módulo, este sim, será de 100%. Isto só é possível porque trata-se de um sistema, duplo, com regeneração contínua e trabalhando com o calor ambiente.
    Note que, caso ocorra vazamento da energia termoambiente, durante o seu trajeto para o bloco frio, esta retornará para o ambiente que, neste caso, é o seu próprio ponto de origem e, por isso, não é uma perda e em nada altera o rendimento global. Esta característica é uma particularidade altamente positiva desse novo processo de transformação de energia. Em qualquer outra máquina térmica, o vazamento de calor, para o ambiente, é sempre uma perda e compromete o rendimento energético da máquina. Por isso, é natural que algumas pessoas se assustem quando veem esse projeto, pela primeira vez.

Nota importante: para manter o bloco frio (fonte fria) em -30°C, o MTAR Peltier consome 25% da energia elétrica convertida pelo MTAR seebeck, { (100% - 80%) x (100%) / 80% = 25% }. Portanto, sobra 55% (80% - 25%) de energia elétrica útil que poderá ser utilizada em qualquer atividade, eletrodoméstica, industrial, ou vendida para a concessionária de energia elétrica. Veja as demonstrações e explicações matemáticas na página do Gerador Elétrico Termoambiente - Parte 3

O gerador elétrico termoambiente pode ser adaptado a qualquer massa termoambiente (gasosa, líquida ou sólida). Para isso, basta adequar um mecanismo de troca de calor entre a massa ambiente e o bloco receptor de calor. Em todos os casos, a queda de temperatura da massa ambiente será proporcional à quantidade de energia elétrica extraída do Gerador. Quanto mais energia elétrica for extraída, menor se tornará a temperatura da massa ambiente que entra em contato com o gerador.

Se você não tem intimidade com o efeito Seebeck, ou com rendimento energético, e está tendo dificuldades para compreender o projeto, leia a página onde estes dois princípios físicos estão explicados resumidamente: Efeito Seebeck e rendimento energético. Isso vai facilitar o seu entendimento, especialmente, no tópico sobre rendimento energético.

Em função da característica altamente inovadora, desse projeto, é imprescindível a leitura da página que explica o que é "energia termoambiente". É ela que vai esclarecer os principais questionamentos que surgem quando tomamos conhecimento, desse assunto, pela primeira vez. Leia: Energia Termoambiente a energia do futuro, esse texto vai esclarecer a maioria dos seus questionamentos.

Veja também:
Gerador Elétrico Termoambiente - Parte 2

Gerador Elétrico Termoambiente - Parte 3
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Autor: Valvim Dutra

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