warmte naar elektriciteit

johan stelde deze vraag op 10 januari 2008 om 19:28.

mijn vraag luidt als volgt: Electrische energie kan vrij eenvoudig door elementen worden omgezet naar warmte energie. Maar nu het punt, is dit gemakkelijk andersom te doen? zijn er bepaalde elementen welke een electronische lading afgeven door verwarming bijvoorbeeld? Tot zover mij bekend is de enige methode warmte omzetten naar beweging maar er moet toch een simpeler, meer direct proces bestaan althans, dat verwacht ik. Ik hoop dat u mijn vraag, wellicht met enig detail kunt beantwoorden.

 

 

Reacties

oscar op 10 januari 2008 om 23:18

Beste Johan,

Daar ben je op een interessant punt gestoten. Je kunt wel alle elektrische energie omzetten in warmte, maar niet alle warmte in elektrische energie. Dat is de basis voor de thermodynamica. Maar dat terzijde.

Je kunt wel een deel van de warmte omzetten in (elektrische) energie. Dat gebeurt in een stoommachine en in een stoomturbine. Maar, zoals gezegd: dan zet je de warmte eerst om in bewegingsenergie. Rechtstreeks zal wellicht wel gaan. B.v. als je heet geioniseerd gas uit laat zetten. Dan krijg je een stroom. Maar ja, ook dan heb je de warmte eerst in beweging omgezet. Iets wat dichterbij komt zie ik niet.

Groet. Oscar

Bert op 10 januari 2008 om 23:46

Beste Johan en Oscar,

het is wel degelijk mogelijk om warmte direkt om te zetten in elektrische energie. Door een temperatuurverschil aan te leggen tussen twee verschillende punten van een metaal krijg je een z.g. thermospanning. Dit verschijnsel heet het Seebeck effect. Voorzover ik weet wordt dit niet gebruikt om grote stromen op te wekken. Ik vermoed dat het rendement daarvoor te laag is.

Thermospanningen worden wel gebruikt in z.g. thermokoppels: verschillende metalen die aan elkaar verbonden zijn en waarmee je een elektrische thermometer kunt maken.

Het omgekeerde effect van het Seebeck effect heet het Peltier effect. Hiermee kun je warmte transporteren door een stroom te laten lopen. Het wordt vooral gebruikt om te koelen. Voorzover mij bekend is ook dit effect voor een alledaagse toepassing als een  koelkast niet interessant. Maar er zijn wel bijzondere toepassingen waarin z.g. Peltier-elementen gebruikt worden, b.v. in onderzoeksapparatuur en in de ruimtevaart.

Meer info op: http://en.wikipedia.org/wiki/Thermoelectric_effect

Bert

johan op 11 januari 2008 om 10:48
zou een optie kunnen zijn om de warmte om te zetten naar geluid en dit d.m.v. het piëzo-elektrisch effect om te zetten naar electriciteit? Het omzetten naar geluid is middels stoom te realiseren zo lijkt mij..
Johan op 11 januari 2008 om 11:01

Een sterling motor kan door een externe warmtebron deze zelfde warmte omzetten in electriciteit echter ik begrijp dat bijvoorbeeld stoom niet als brandstof kan worden gebruikt. Zou het een optie kunnen zijn om water aan te lengen met een ander element?

Ik roep natuurlijk ook maar wat maar ik zou graag uw bevindingen weten. 

oscar op 11 januari 2008 om 15:59

Beste Johan en Bert,

Bert heeft gelijk. Ik wist wel dat temperatuurverschillen voor een spanning kunnen zorgen. Maar niet dat ze ook een stroom kunnen laten lopen. De site geeft een redelijk duidelijk plaatje, maar het effect blijft behoorlijk complex.

Het Peltier effect wordt wel in de praktijk gebruikt. Maar dan gaat het erom een object te koelen met electriciteit. Het Seebeck effect is het omgekeerde. Daar ken ik geen toepassingen van.

Of dat aan het rendement ligt weet ik niet. Sowiezo is het een theoretisch maximum aan het rendement waarmee je warmte om kunt zetten in andere energie. Dat is een gevolg van de thermodynamica. Bij normale omstandigheden is dat een procent of 40. Zeg ik zo uit mijn hoofd.

Het Seebeck effect lijkt mij de meest directe manier om warmte om te zetten in electriciteit. Omzetting via geluid zie ik zo niet voor me. Overigens heb je ook dan eerst beweging geproduceerd. Ik vraag me ook af waarom je dat zou willen. Huidige electriciteitscentrales zitten al dicht tegen het maximaal mogelijke rendement. Er is dus niet veel te verbeteren.

Groet. Oscar

bob op 29 september 2010 om 08:39

beste bert en johan,

wij hadden een idee om de warmte in de vloer om te zetten naar elektriciteit, nou is onze vraag of dit mogenlijk is?

 

groet| Jasper & Bob

Bob op 29 september 2010 om 09:22

hallo,

wij jasper en ik moeten voor o&o (technasium) een project doen, om voor een boer groene energie te bedenken. nou moeten wij dat voor een varkens boer doen, we hebben daar een rondleiding gehad, en weten dat varkens 6 weken zwanger liggen en dan ook de hele dag stil liggen, de varkens zijn misschien wel warmer dan 40 graden, kunnen we deze warmte omzetten in elektriciteit?

 

 

 

Jan op 29 september 2010 om 17:19

warmte uit de vloer:

lees een eerder bericht hierboven over het Seebeck-effect, google er wat mee rond en kom dan terug met je bevindingen.

Warmte uit dragende zeugen:

Zou ik aan de zeugen vragen. Maar alle gekkigheid daargelaten, natuurkundig kan dt natuurlijk, net als uit die vloer, maar de vraag is natuurlijk of die zeugen daadwerkelijk warmte over hebben en die tóch kwijt moeten.

Als jij er energie aan gaat onttrekken moet de boer ze misschien weer meer gaan voeren.  Jouw onttrekking zal al een heel laag rendement hebben, dat voer omzetten in warmte heeft ook maar een beperkt rendement, als je dat sommetje maakt kun je misschien beter dat voer rechtstreeks in een biomassavergasser scheppen.

Ook dat is natuurlijk een héle nuttige bezigheid: laten zien dat je overzicht hebt over alle energetische consequenties. Zo was nog maar een paar jaar geleden biofuels "dé oplossing" voor ons energieprobleem (althans, volgens de politiek). Maar ook de produktieketen van biofuels vreet energie en produceert CO2; dat was in de politieke sommetjes even buiten beschouwing gebleven. :(

Zo'n soort uitgebreidere beschouwing en berekening is zeker PWS- waardig als je energie uit vloeren of varkens gaat halen. Want in de energiewereld krijg je niks voor niks (en dan bekijken we het nog maar natuurkundig, nog lang niet altijd economisch) , en elke tussenstap is per definitie een "verlies"post, dwz je haalt er nooit nuttig uit wat je er totaal in stopt.

Ik hoop dat ik julie een beetje aan het denken gezet heb? Ga gerust door met hier hardop denken. Kom maar met je suggesties en ideeën.

Groet, Jan

 

stefan op 14 januari 2011 om 15:54

er bestaat inderdaat een manier om wamte omtezeten in stroom het heet : TEG MODULE ze zijn relatief goed koop :

 http://cgi.ebay.com/THERMOELECTRIC-POWER-GENERATOR-TEG-MODULE-NEW-USA-/310148993913

 dit is een link naar ebay daar staat hij te koop voor 16 dollar het plaatje

 en hier is een site waar je wat specks kan vinden bijvoorbeelt voltage :
http://espressomilkcooler.com/teg-thermoelectric-power-module-selection/

 suk6 er mee

gr stefan

 

PauluS op 29 december 2016 om 09:51
 
Er is nog zoveel meer rendement te behalen dan onze inefficiënte stoomcentrales kunnen opwekken.
Zet maar raderen in stromend water bv 0 procent investingings energie (behalve de installatie zelf) 100 procent opbrengst van energie en nog meer technieken die doeltreffender zijn maar ik ga off topic nu.
Ik ben nu zelf aan het experimenteren met warmte om te zetten naar electriciteit.
Het doel wat ik voor ogen heb is om de BTE die wij als levende warmbloedige wezens afgeven te kunnen gaan gebruiken om bv in de toekomst lichte apparaten van stroom te kunnen voorzien, speciale energiebehoeftige protheses te kunnen voeden etc etc.
Ben net begonnen maar beloof dat ik mijn bevindingen o.a. hier in deze topic zal posten
H.J.Bee op 17 september 2021 om 22:14
Ik lees de reacties, maar ik denk meer aan warmte van een uitlaatsysteem van een auto te gebruiken als energie bron. Bv elektriciteit. Ik meende dat BMW er mee bezig is geweest. GR .HJB
Theo de Klerk op 17 september 2021 om 23:38
Elke omzetting van warmte richting nuttiger vormen van energie is het onderzoeken waard. Alleen is de vraag of de omzetting veel zoden aan de dijk zet. Warmte uit een uitlaat (en motor) kan gebruikt worden voor de auto-interieurverwarming (geen omzetting nodig) maar elektriciteit eruit opwekken vereist speciale omzetters en het rendement lijkt me niet erg hoog. Maar beetje slimme techneuten vinden misschien betere oplossingen.
Arno Duyvesteijn op 16 oktober 2021 om 14:56
Is het mogelijk om water van 75gr stroom uit op te wekken.
aardwarmte is hier een voorbeeld van genoeg warmte dan heb je al die windmolens toch niet nodig. Groeten Arno
Theo de Klerk op 16 oktober 2021 om 15:13
Water opwarmen diep onder de grond, via warmtewisselaars die energie "af te tappen" boven de grond en gebruiken om elektriciteit op te wekken is theoretisch mogelijk.  De vraag is hoe efficient dit kan gebeuren om het ook praktisch toepasbaar te maken.
Een hoeveelheid water afkoelen van 75 naar 25 graden kan een halve hoeveelheid water van 25 graden naar kookpunt brengen en via stoom(turbines) elektriciteit opwekken. Maar in dat proces zitten allerlei "verliezen" zodat het rendement (ver?) onder 100% komt te liggen. 
Ik ben geen technicus om het hele proces van omzetting te overzien en het tot "nuttig toepasbaar" te verklaren.  Maar dat laatste hangt ook af van hoeveel het kost nu gebruikelijke energiebronnen te exploiteren.
Jan van de Velde op 17 oktober 2021 om 01:38

Arno Duyvesteijn

aardwarmte is hier een voorbeeld van genoeg warmte dan heb je al die windmolens toch niet nodig. 

 Dag Arno,

Dat soort temperaturen vallen niet eens meer onder de term restwarmte, maar onder afvalwarmte.
Beide namen zeggen overigens al dat het financieel niet de moeite is om dat voor elektriciteitsproductie te benutten, anders zou dat al lang in alle centrales gebeuren. 

In plaats daarvan:



Als je water van 75 oC op afroep beschikbaar hebt dan is daar in Nederland een véél nuttiger toepassing voor dan elektriciteit: ruimteverwarming (stadsverwarming). Alleen vinden we dat nu nog een nogal groot logistiek en/of financieel probleem, zodat stadsverwarming maar mondjesmaat van de grond komt. Het aardgas is te goedkoop....

https://nl.wikipedia.org/wiki/Warmtebedrijf_Rotterdam
https://www.triaswestland.nl/project/status

Groet, Jan

Maurice op 13 januari 2022 om 12:04

Idee: het zou pas echt geweldig zijn als we de warmte van te warm geworden zonnepanelen op het dak in de volle zon, ook nog eens konden gebruiken om extra stroom op te wekken (warmte --> elektriciteit). Tevens kunnen we de zonnepanelen dan afkoelen waardoor ze dan ook weer een beetje efficienter worden (UV omzetten in elektriciteit).

Een zonnecollecter en UV-paneel combineren misschien?

Theo de Klerk op 13 januari 2022 om 12:36
Leuk idee maar praktisch niet rendabel uitvoerbaar vrees ik.
In elk omzettingsproces gaat een hoeveelheid warmte als "nutteloze" energie verloren (toenemende entropie, 2e hoofdwet vd thermodynamica). Dus die opwarmende platen zullen hooguit voor een klein percentage is warmte in aanvullende elektriciteit kunnen omzetten. De omzetters die daarvoor nodig zijn moeten dan de bestraling door de zon niet in de weg zitten en ook nog eens heel goedkoop te produceren zijn. Er is meer heil te verwachten in technologische innovatie waarbij de omzetting van licht in stroom een beter rendement krijgt.
Jan C. Wiesenekker op 27 januari 2022 om 12:02
Interessant, we geven 21 miljard uit aan energie transitie. Maar elke opwekking van Electra door Wind, Fossiel of kernenergie wordt uiteindelijk warmte: kun je dan opwarming tegengaan van de aarde?  M.i. is die 21 miljard niet goed besteed. Alleen minder energieverbruik  zou een beetje kunnen helpen tegen opwarming.
Theo de Klerk op 27 januari 2022 om 12:17
Nee. Het is een eigenschap van de natuur (vastgelegd in de 2e wet van de thermodynamica) dat wat je ook doet, elke energieomzetting gaat altijd gepaard met een (kleine) onomkeerbare hoeveelheid warmte (toename entropie - reden waarom men soms van een "warmtedood van het heelal" spreekt omdat ooit alle erin aanwezige energie in warmte zal zijn omgezet en er niks meer bruikbaar is voor wat anders).
Elke omzetting is dus
Ebegin = Eeind + warmte  = η Ebegin + warmte 
We pogen de efficiency η zo hoog mogelijk te maken (max 1) maar bij batterijen e.d. is die nog niet zo hoog en verliezen we veel aan warmte. En als η1E het begin is van een volgende omzetting dan is die η2(E)  waardoor er steeds minder effectief overblijft.

De grote vraag blijft natuurlijk of al die miljarden nog iets gaan uitmaken of dat het opwarmen (zoals een knikker die van een heuvel rolt) nog wel te stoppen is en zo mogelijk ongedaan gemaakt kan worden (knikker terugduwen op de heuvel). Modellen zijn en blijven behept meet aannames die wel of niet of niet helemaal kloppen in de complexe realiteit.
Jan van de Velde op 27 januari 2022 om 16:11
Wat wij opwekken aan warmte is volslagen verwaarloosbaar vergeleken met wat de zon doet met de aarde. Dàt is op zich niet het probleem.

Het probleem is dat:
1) de atmosfeer die warmte beter vasthoudt dan voorheen (versterkt broeikaseffect)
2) ijs- en sneeuwoppervlakken kleiner worden, waardoor minder zonnestraling teruggekaatst wordt, maar integendeel wordt geabsorbeerd en omgezet in warmte. Die wordt dan wel weer uitgestraald in de vorm van infrarood, maar die straling wordt weer beter vastgehouden in de atmosfeer. 

het evenwicht waarbij evenveel warmte wordt uitgestraald (IR) de ruimte in, als dat er binnenkomt van de zon (plus wat de aarde aan geothermie kwijt wil, plus dat zielige beetje dat wij zelf produceren) verschuift dus naar een iets hoger punt. 

De aarde overleeft dat wel, voor de mensheid zou dat nog wel eens kostbare problemen kunnen gaan opleveren. En dan hebben we het niet over een overstrominkje hier of daar, maar over hele landen en kustgebieden die onbewoonbaar worden, met alle gevolgen van dien.  

Hoe dan ook, alléén minder warmte produceren lost het probleem niet op. Minder energie uit fossiele brandstoffen (= CO2-productie) is de opdracht. Minder energie gebruiken is uiteraard daar wel een bijna onlosmakelijk deel van, want voor ons huidige gedrag is er niet genoeg energie uit duurzame bronnen.

Groet, Jan
Jan van de Velde op 27 januari 2022 om 17:10

Jan van de Velde

Wat wij opwekken aan warmte is volslagen verwaarloosbaar vergeleken met wat de zon doet met de aarde. 

 onderbouwing op een bierviltje:

wereldenergieverbruik per jaar volgens diverse bronnen:
om en nabij  550 exajoule (550·1018 J) 
per seconde (: 365 : 24 : 3600) geeft dus een gemiddeld vermogen van  1,7·1013 W.

instraling van de zon geeft ongeveer 1000 W op elke (doorsnede-)vierkante meter.
De doorsnede van de aarde bezien vanuit de zon:
π r² = π 6 375 000² = 1,3·1014 m² 
Door de aarde ontvangen zonnewarmte is dus continu 1,3·1017 W 

antropogene warmte is dus afgerond een achtduizendste deel van de zonnewarmte. 

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Noortje heeft vierentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Noortje nu over?

Antwoord: (vul een getal in)