Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Peltier Element mit Photovoltaik Betreiben u. Heizen


von Jonas S. (aimless)


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Hallo, Community

Es ist hier in diesen Forum mein erster Beitrag und ich hab eine Idee 
und sie geh mir einfach nicht aus dem Kopf sowie ich es am besten 
umsetze und ob es überhaupt einen Wirkungsgrad ins Plus geht,

Also meine Idee ist es mit Peltier Elemente zu heizen (Warmwasser u. 
Heizungswasser) und diese mit Photovoltaik Strom zu versorgen. Die 
kosten spielen erstmal keine rolle wegen photovoltaik da hab ich meine 
ganzes Scheunen Dach VOLL.
Ich wollte das alles so gestalten das die Peltier Elemente an einem 
Vierkantrohr aus (V4A) mit wärmeleitkleber angebracht werden, in dem 
röhr ist das Heiz/WW je nachdem was ich erst mal mache.
hinter dem Peltier Element ist noch eins dran wider mit Leitpaste 
verklebt und das wiederum an ein vierkantrohr klebt und dieses mit 
kalten Wasser durchflossen ist und somit noch ström erzeugt wird weil 
dieses wärmer ist wie das gekühlte zwischen den Elementen.

Vierkantrohr -> (Warm) Peltierelement unter strom (sehr Kalt) -> (sehr 
Kalt) Peltierelement (kalt) -> Vierkantrohr Brunnenwassergeführt 1200 
l/h

Hat das durch die mehrfache Nutzung zweier Elemente einen höhere Nutzung 
zur Heizungung's Wirkung?

von Peter (Gast)


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Deine Idee ist so schwachsinnig, das einem die Zehnnägel hochklappen. 
Warum gibt es hier keine Filter gegen so dumme Menschen wie dich?

von Roland E. (roland0815)


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Prinzip Wärmepumpe ohne rotierende Teile absolut wartungsfrei. Hat was 
solange Strom nichts kostet. Peltiers zu verwenden um Wärme zu pumpen 
ist nicht sonderlich besser als direkt mit Strom zu heizen. Du gewinnst 
etwa 10% zum Energieeinsatz dazu.

Bei deinem Konzept mit Wasser kannst du den Wirkbereich der Peltiers von 
üblicherweise 70K gar nicht voll ausnutzen, weil die Kaltseite immer 
>0°C bleiben muss.

von Jonas S. (aimless)


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Wieso? Ein Peltierelement ist effizienter als eine Heizpatrone auch das 
es ja noch die Umgebungsenergie nutzt (etwa so wie eine (Wärmepumpe)). 
Deswegen stell ich eine normale frage und da will ich eine normale 
Antwort. Nicht sowas wie du hier schreibst...

von Jonas S. (aimless)


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Roland E. schrieb:
> Prinzip Wärmepumpe ohne rotierende Teile absolut wartungsfrei. Hat
> was
> solange Strom nichts kostet. Peltiers zu verwenden um Wärme zu pumpen
> ist nicht sonderlich besser als direkt mit Strom zu heizen. Du gewinnst
> etwa 10% zum Energieeinsatz dazu.
>
> Bei deinem Konzept mit Wasser kannst du den Wirkbereich der Peltiers von
> üblicherweise 70K gar nicht voll ausnutzen, weil die Kaltseite immer
>>0°C bleiben muss.

Ja das ist halt meine Idee. Ich könnte mein Brunnenwasser vllt noch 
nutzen und mit einer kleinen Turbine bestimmt ein zu 90% konstante 
Stromversorgung erzeugen.

Welche Seite müsste ich da auf konstante 0° halten?

von Simulazione (Gast)


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Jonas S. schrieb:
> Hat das durch die mehrfache Nutzung zweier Elemente einen höhere Nutzung
> zur Heizungung's Wirkung?

Theoretisch schon, praktisch nicht. Peltierelemente sind nicht wirklich 
effizient. Finanziell wird das nie funktionieren, will heißen: Ich 
behaupte, es ist billiger, Solarthermie einzurichten als das.

Das ist auch effizienter, was die Fläche angeht. Und dürfte sogar 
billiger sein. Langweilig, ich weiß, aber effektiv.

Wenn man es unbedingt elektrisch sein soll:
Entweder man nimmt eine Wärmepumpe, ganz klassisch mechanisch, oder man 
heizt mit einem Widerstand. Also einen ganz banalen Heizstab.

Wirtschaftlich UND für die Umwelt sind alle Lösungen besser als das 
Peltier zum Heizen. Ein Solarmodul ist viel weniger Aufwand in der 
Herstellung als die Photovoltaik und die Peltierelemente.

von ZF (Gast)


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Theoretisch ja, praktisch nicht sinnvoll.

Guck mal was Peltierelemente für die nötige Heizleistung kosten würden. 
Zudem: Peltiers gehen schnell kaputt, du brauchst Strom für die 
Kühlwasserpumpe, musst aufpassen, dass das Wasser nicht gefriert.

=> Nehm eine Widerstandsheizung für das warme Wasser.

von Jonas S. (aimless)


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ZF schrieb:
> Theoretisch ja, praktisch nicht sinnvoll.
>
> Guck mal was Peltierelemente für die nötige Heizleistung kosten würden.
> Zudem: Peltiers gehen schnell kaputt, du brauchst Strom für die
> Kühlwasserpumpe, musst aufpassen, dass das Wasser nicht gefriert.

Kühlwasserpumpe wer nicht notwendig weil der Brunnen ca mit 1,8Bar 
Drückt, durch die örtlichen Umgebung.
Die kosten für Peltierelemente hab ich ein Kontakt da bekomm ich zum 
Bsp. TEC1 12706 für ein sehr günstigen preis sowie große mengen

> => Nehm eine Widerstandsheizung für das warme Wasser.

Geht das direkt mit DC oder muss dieses Umgewandelt werden?

Simulazione schrieb:

> Wirtschaftlich UND für die Umwelt sind alle Lösungen besser als das
> Peltier zum Heizen. Ein Solarmodul ist viel weniger Aufwand in der
> Herstellung als die Photovoltaik und die Peltierelemente.

Photovoltaik ist ja schon da ein teil ist schon für Eigenbedarf und den 
erst wollte ich halt für Heizung nutzen weil im Winter und bewölkt 
Himmel ist mein solarthermie nicht wirklich effizient in Gegensatz 
meiner PV die da ca. 1,5-2KW umsetzt.

: Bearbeitet durch User
von Roland E. (roland0815)


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ZF schrieb:
> Theoretisch ja, praktisch nicht sinnvoll.
>
> ...
> Zudem: Peltiers gehen schnell kaputt, ...

Warum sollen Paltiers schnell kaputt gehen? Solange die nicht 
überhitzen, mechanisch beschädigt werden oder Überspannung bekommen 
leben die nahezu ewig.

von Dieter (Gast)


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Peltierstromerzeugung: 2...4% Wirkungsgrad
Heizungselement: 130% Wirkungsgrad

von Jonas S. (aimless)


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Dieter schrieb:

> Heizungselement: 130% Wirkungsgrad

Ja das dachte ich halt auch. Besonders wenn ich Strom von Photovoltaik 
nutzen will muss ich ja den Strom umwandeln das ich eine Heizpatrone 
nutzen kann, dadurch hab ich einen Verlust von ca. 20%
Bei Peltier Elementen kann ich direkt nach dem Mppt auf die Peltier 
Elemnte vermutlich gehen?

von Einhart P. (einhart)


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Falschrum - mit Widerstand verheizen hat 100% Wirkungsgrad, Wandlung 
für's Peltier hat Verluste.

von Ich (Gast)


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Warum nimmst du nicht eine Wärmepumpe, oder gleich einen Pufferspeicher 
mit Wärmepumpe?

von Jonas S. (aimless)


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Einhart P. schrieb:
> Falschrum - mit Widerstand verheizen hat 100% Wirkungsgrad,
> Wandlung für's Peltier hat Verluste.

Er meint ja damit heizen mit Peltier Element da hat man keine umwandlung 
von DC in AC
Peltier Element hat mehr Leistung weil es ja umgebungswärme mit zieht 
und das mit min. 20% deshalb 120%-130%. Heizpatrone mit Photovoltaik 
würde ich villt 80% der Energie umsetzen durch die Umwandlung.

Ich schrieb:
> Warum nimmst du nicht eine Wärmepumpe, oder gleich einen
> Pufferspeicher mit Wärmepumpe?

Ich nehme keine Wärmepumpe weil diese.

- zu teuere Anschaffung
- keine relative lange Lebensdauer
- müsste den Strom wider in AC wandeln

von Stefan F. (Gast)


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Jonas S. schrieb:
> Peltier Element hat mehr Leistung weil es ja umgebungswärme mit zieht

Die muss aber erstmal vorhanden sein. Wenn es draußen bitterkalt ist, 
wirst du dir lieber eine gute Isolierung wünschen, als so eine gut 
leitende Platte die dann auch innen kalt wird (zumindest solange kein 
Strom angelegt wird).

Mit einer herkömmlichen Wärmepumpe kannst du viel mehr erreichen, was 
den Wirkungsgrad angeht. Im Winter bringt vermutlich eine Schwarze Folie 
über dem Dach schon mehr, als dieses elektrische Konstrukt.

von Maik .. (basteling)


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Du wills hoffentlich nicht wirklich mit den vielen Hundert Volt 
Gleichspannung auf Deine Peltierelemente gehen. Neben den wirklich üblen 
tödlichen Gefahren (im Zweifel lange Lichtbögen, Klebenbleiben im Falle 
eines Stromschlages) kommt dazu :

Das wird nicht efizient,da Du dafür auch einen sogenannten MPPT Tracker 
benötigen würdest, der die Solarmodule nur mit dem Strom belastet, bei 
dem abhängig von der grade vorhandenen Lichtintesität grade die Maximale 
Leistung entnehmbar ist.

Wenn du diesen "Solarladeregler / MPPT Tracker" für einige Kilowatt 
Leistung haben möchtest, bist Du mit einem normalen Wechselrichter, der 
diesen MPPT -Tracker bereits immer beinhaltet nicht viel teuerer drann. 
(ca 100€ pro kW)

Dazu müstest Du für die kleinen Campingregler Deine gesamte Solaranlage 
umverdrahten. Von 300 - 800V Strangspannung auf 24-48V. Dann würde Dein 
normaler Wechselrichter aber nicht mehr daran laufen - und nicht mehr 
einspeisen können. Umschalten vergiss lieber schnell. Die hohe 
Gleichspannung brennt Dir mit ihren Lichtbögen normale billige Schalter 
und Relais ratz fatz ab.

Den Mehrwirkungsgrad der Peltierelemente wird Dir mit Sicherheit auch 
der billige Soarladeregler mit schlecterem Wirkungsgrad, die wegen der 
niedrigeren Spannung höheren Ströme und daher größeren Ohmschen Verluste 
und das bestimmt nicht ohne weiteres gleich perfekte thermische Anbinden 
der Peltierelemente kaputtmachen.

Kauf Dir einen Warmwassserspeicherboiler - der zieht nicht soviel strom 
- und steck den in deine Steckdose an der Solaranlage.

---

Über solche Pelierelementheizungen habe ich auch schonmal nachgedacht - 
aber der finanzielle Wirkungsgrad und das nötige Basteln ist viel zu 
hoch.
Dazu ist es in der Praxis immer mehr odr minder unmöglich den 
theoretisch maximalen Wirkungsgrad zu errreichen. Schau auf 
Schaltnetzteile oder Solarwechselrichtern - wo man mit viel viel 
Erfahrung nun bei 90-93% liegt.

---

Als Schüler wollte ich mir vor 25 jahren auch mal eine Peltier - Kühlbox 
selberbauen - die Elrad hatte da einen tollen Bericht. Ein 
Monatstaschengeld für ein 40W Element versenkt. Toll. Wasser friert 
darauf. Umgepolt. Knack. Kaputt. Der Temeraturunterschied der thermisch 
trägen Kühlkörper auf beiden Seiten war zu groß, ic habe das nicht 
ausreichend lange zwischendurch abkühlen lassen. Also - die Dinger gehen 
schon kaputt. Das sind lauter in Serie geschaltete Elemente mit 
Lötstellen unbekannter fernöstlicher Qualität.

vg

Maik

von ZF (Gast)


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Roland E. schrieb:
> Warum sollen Paltiers schnell kaputt gehen? Solange die nicht
> überhitzen, mechanisch beschädigt werden oder Überspannung bekommen
> leben die nahezu ewig.

Genau das. Ein Widerstandsheizer ist da deutlich robuster - und 
billiger.

von Jonas S. (aimless)


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Stefanus F. schrieb:
> Jonas S. schrieb:
> Peltier Element hat mehr Leistung weil es ja umgebungswärme mit zieht
>
> Die muss aber erstmal vorhanden sein. Wenn es draußen bitterkalt ist,
> wirst du dir lieber eine gute Isolierung wünschen, als so eine gut
> leitende Platte die dann auch innen kalt wird (zumindest solange kein
> Strom angelegt wird).
>
> Mit einer herkömmlichen Wärmepumpe kannst du viel mehr erreichen, was
> den Wirkungsgrad angeht. Im Winter bringt vermutlich eine Schwarze Folie
> über dem Dach schon mehr, als dieses elektrische Konstrukt.

Meine Photovoltaik bringt mir mehr Leistung als meine Solarthermie im 
Winter selbst wenn es sehr kalt draußen ist bringt mein Photovoltaik 
mehr!

Ich kann den Peltier Elementen immer einen kleine Energie Wärme geben 
von 7 Gradcesius durch meinen Brunnen Wasser das hab ich auch oben so 
dargestellt und isoliert wird die Konstruktion auch. Und das erwärmte 
Wasser von den Peltier Element wird auch in Bewegung sein wenn sie 
heizen wenn sie keine Wärme bringen dann fließt auch kein Wasser auf 
beiden Seiten das werd ich dann schon mit einer Reglung steuern in dem 
ich die Temperatur überwache.

von Dieter (Gast)


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Damit es halbwegs funktioniert, muss das Ganze immer als mehrteiliges 
Gegenstromwärmeaustauschsystem aufgebaut werden.

von ZF (Gast)


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Hallo Jonas,

so zur Orientierung: Welche Leistung hättest du gerne auf der Warmseite?

von Achim S. (Gast)


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Jonas S. schrieb:
> Ich kann den Peltier Elementen immer einen kleine Energie Wärme geben
> von 7 Gradcesius durch meinen Brunnen Wasser das hab ich auch oben so
> dargestellt und isoliert wird die Konstruktion auch. Und das erwärmte
> Wasser von den Peltier Element wird auch in Bewegung sein wenn sie
> heizen wenn sie keine Wärme bringen dann fließt auch kein Wasser auf
> beiden Seiten das werd ich dann schon mit einer Reglung steuern in dem
> ich die Temperatur überwache.

Es mag vielleicht theoretisch einen ganz kleinen Bereich deiner 
Betriebsparameter geben, in dem sich die Peltier-Zusatzheizung lohnen 
könnte. Praktisch ist dieser Bereich so klein, dass er völlig irrelevant 
ist - es gibt viel mehr Situationen, in denen deine Peltierheizung der 
Wärmegewinnung schadet statt zu nutzen.

Und wirtschaftlich wäre die Peltierheizung in 100% aller Betriebsfälle 
Wahnsinn. Das wurde dir wiederholt von verschiedenen zur Antwort 
gegeben. Wenn du es nicht glauben willst, rechne mal mit konkreten 
Zahlen nach.

Welche Wassermenge willst du tatsächlich pro Zeit erwärmen?

Jonas S. schrieb:
> Vierkantrohr Brunnenwassergeführt 1200
> l/h

Wirklich 0,3l/s? Und das dauerhaft? Was machst du mit den Mengen an 
Warmwasser?

Auf welche Endtemperatur willst du das Wasser erwärmen?

Wenn die Endtemperatur signifikant über der Umgebungstemperatur liegt, 
dann musst du das (Heiz)Rohr und den Warmwasserspeicher thermisch 
isolieren. Der Einsatz von Peltierelementen und die thermische 
Isolierung schließen sich gegenseitig aus, weil Peltiers natürlich auch 
halbwegs gute Wärmeleiter sein müssen.
Wenn die Endtemperatur unter der Umgebungstemperatur liegt (was bei 
Brunnenwasser im Sommer immer noch eine deutliche Erwärmung wäre), dann 
wäre es besser, einen passiven Wärmetauscher zu bauen.

Also mal Butter bei die Fische:
- welche Wassermenge pro Zeit soll erhitzt werden?
- auf welche Endtemperatur willst du dabei kommen? (die Starttemperatur 
von 7°C hast du ja inzwischen genannt)

von Einhart P. (einhart)


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Roland E. schrieb:
> Warum sollen Paltiers schnell kaputt gehen? Solange die nicht
> überhitzen, mechanisch beschädigt werden oder Überspannung bekommen
> leben die nahezu ewig.

Nur wenn sie mit einigermaßen gleichbleibender Temperatur laufen. 
Häufige Temperaturwechsel halten gerade die billigen nicht lange aus.

von Dieter (Gast)


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Wie schon beschrieben, damit es halbwegs funktioniert, muss das Ganze 
immer als mehrteiliges, bzw. mehrstufiges, 
Gegenstromwärmeaustauschsystem aufgebaut werden. Das Gegenstromsystem 
befindet sich im Solarthermiesystem.

Beispiel wäre, im Winter komme vom Solarkollektor die Flüssigkeit mit 50 
Grad und der Rückfluss erfolge mit 40 Grad. In dem Falle begrenzen die 
Wärmeverluste das System schon merklich. Es wäre natürlich schön, wenn 
das ganze mit etwas niedrigeren Termperaturen gefahren werden könnte. 
Über ein Gegenstromwärmesystem geleitet, z.B. vier Stufen, könnte 
erreicht werden dass, der Rückfluss mit 39 Grad erfolgen würde, der 
Warmfluss aus dem Kollektor hätte dann nicht 49 Grad, sondern 49,3 Grad 
(weniger Abwärmeverluste) und die Warmseite nach dem Wärmetauscher mit 
Petlierteilen hätte 51,3 Grad.

Eine Wärmepumpe wäre hier effektiver!

(Gleiches Beispiel mit einem Heizstab wäre Rückfluss 40,3 Grad gegenüber 
50,1 (nicht 50,3) Grad aus dem Kollektor warmseitig und 51,3 Grad auf 
der Warmseite.)

von Jonas S. (aimless)


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ZF schrieb:
> Hallo Jonas,
> so zur Orientierung: Welche Leistung hättest du gerne auf der Warmseite?

Ich würde erstmal zu testzwecken so mit 0,5-1kw DC arbeiten wollen.
Ich wollte so 60Grad Celsius erreichen. Der durchfluss müsste dann je 
nach der umgesetzten Leistung angepasst werden.

von ZF (Gast)


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Hallo Jonas,

rechne Dein Projekt erst mal selbst durch. Die spezifische 
Wärmekapazität von (flüssigem) Wasser beträgt 4,184 kJ/(kg*K). 
Zusätzlich musst Du wissen: 1 J = 1 Ws. Bisher nanntest Du: Tkalt = 7°C, 
Twarm = 60°C, Durchfluss = 1200 l/h, PelektrischTest = 500-1000 W.
1
Pthermisch = 4,184 * 1200 * (60 - 7) / 3600 = 73,9 kW

Bedenke: Um überhaupt einen (kleinen) Nutzen aus Peltiers gegenüber 
Widerstandsheizern zu haben muss Du einiges an mechanischem, thermischem 
und elektronischem Aufbauwand treiben. Mit dem Testaufbau bist Du da 
noch ganz weit von weg.

Für die nötige Leistung des richtigen Aufbaus bräuchtest Du rund 1500 
Stück TEC1 12706. Willst Du das wirklich? Meinst Du die elektrische 
Leistung sicher handhaben zu können? Hast Du sie überhaupt zur 
Verfügung? Meinst Du die unterschiedliche thermische Ausdehnung der 
Materialien handhaben zu können ohne dass die Peltiers brechen? Als 
erstes solltest Du noch einmal Deine Anforderungen sortieren.

von Jonas S. (aimless)


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Na ich will nicht den durchfluss meines brunne heizen ?

Ich will mein WW-Boiler durchheizen der ca 300 Liter hat und wenn das 6h 
dauert ist das ok

Für was steht in deiner Rechnung die 3600?
Und die 74kw heizen wo in 1 h die 1200 Liter hoch?

Es hatte jemand geschrieben mit so einer Gegenstromwärme...? Was ist 
damit gemeint Peltier Elemente zu erwärmen mit Solarthermie Vorlauf und 
die zu kühlende Seite an den Rücklauf? Damit erzeug ich dich Strom zwar 
gering damit könnte ich ja wider den Vorlauf heizen?

von ZF (Gast)


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Jonas S. schrieb:

> Für was steht in deiner Rechnung die 3600?
1h = 3600 Sekunden. Die spezifische Wärmekapazität bezieht sich auf 
Sekunden. Der Stundendurchfluss muss also umgerechnet werden.

> Und die 74kw heizen wo in 1 h die 1200 Liter hoch?
Ja genau. Wo immer Du willst. ;-)

von Jonas S. (aimless)


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Und wie kommst du auf die rund 1500 Peltier Elemnte?
Ich dachte eins könnte ca 100Watt leisten bei maximaler last

von Achim S. (Gast)


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Jonas S. schrieb:
> Ich wollte so 60Grad Celsius erreichen

Na das ist doch mal eine konkrete Angabe.

Nehmen wir als Rechenbeispiel mal ein Peltier, das mit 35W und einem 
DeltaT von 67° spezifiziert ist:
https://assets.lairdtech.com/home/brandworld/files/Laird-ETS-CP-Series-CP10-127-05-Data-Sheet.pdf

In der ersten Kurve auf S. 4 siehst du, dass du bei DeltaT=0 damit eine 
Wärmemenge von 35W transportieren könntest, wenn du einen Strom von 3,9A 
durchschickst. Elektrisch butterst du dazu 3,9A * 14,4V = 56W dazu, die 
Gesamtheizleistung wäre 56W+35W=91W.

Bei DeltaT=60° bleib noch eine Wärmetransport von 3W. Du heizt mit 56W 
elektrisch, und am Verbraucher kommen insgesamt 59W an. Der Rest des 
Peltiereffekts wird dazu verbraucht, den Wärme-Rückstrom von 35W-3W=32W 
zu kompensieren. Noch hättest du allerdings einen kleinen positiven 
Effekt.

Sobald du aber die Heizung abregelst, kühlt das Peltier dein warmes 
Wasser durch den Wärmerückstrom mit 32W ab. Bei einem isolierten System 
könntest du jetzt einfach die Heizung abschalten und die DeltaT=60° 
halten. Bei deinem Peltiersystem musst du ständig 32W nachbuttern, um 
den Wärmerückstrom zu kompensieren. Und das nur, um beim Heizen 3W 
Zusatzwärme zu haben.

Ist es nachvollziehbar, dass sich das nur in den seltensten Fällen 
lohnen wird? Auch schon ohne einzurechnen, dass das Peltier 20€ kostet. 
Und dass es bei deinen Betriebsbedingungen schon am Rande seiner 
erlaubten Parameter wäre.

von Dieter (Gast)


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Wenn du nur 5 Grad aufsockeln willst, dann nur 7 kW. Bei Pmax 
verabschieden sich die Peltiere relativ zuegig.

von Achim S. (Gast)


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Ups, entschuldigung. Du wolltst ja nicht DeltaT=60° erreichen sondern 
nur T=60° (also ein Delta von 53°). Das verschiebt die Rechnung von oben 
etwas. Aber es bleibt dabei, dass ein isoliertes Gefäß mit einfacher 
Heizung insgesamt deinem Peltier-Heizsystem mit Kopplung an 
Brunnenwasser von 7° in den meisten Fällen überlegen ist.

von Jonas S. (aimless)


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Was wer den eine gute Temperatur für das Peltier Element um es am 
effizientesten zu nutzen?

von Achim S. (Gast)


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Jonas S. schrieb:
> Was wer den eine gute Temperatur für das Peltier Element um es am
> effizientesten zu nutzen?

Definiere "Effizienz" für deinen Betriebsfall. Wenn du mit Effizienz 
meinst, dass das Verhältnis von gepumpter Wärmeleistung zu elektrischer 
Leistung maximal wird, dann geschieht das bei deinem DeltaT=0 (dann wird 
netto am meisten Wärme transportiert) und bei der möglichst niedrigen 
Gesamttemperatur (weil der Widerstand des Peltiers mit der Temperatur 
steigt).

Wenn dir mein obiges Rechenbeispiel noch nicht reicht, um deine Idee zu 
beerdigen, dann nimm mal das Gesamtsystem mit in die Rechnung.

Du beziehst deine elektrische Energie aus einer Solaranlage. Damit obige 
Rechnung aufgeht (und du der elektrischen Leistung von 56W grade mal 3W 
gepumpte Wärmeleistung dazupackst) musst du das Peltier genau bei seinem 
maximalen Strom betreiben.

Wenn die Solaranlage gerade mehr liefern könnte, darfst du trotzdem 
nicht mehr heizen - weil du eh schon am Limit des Peltiers bist. Um den 
Wirkungsgrad der Heizung um 3/56=5% zu steigern, machst du also den 
Wirkungsgrade der speisenden Solaranlage unter Umständen extrem schlecht 
- mit einem simplen, billigen, stabilen Heizwiderstand wäre dir das 
nicht passiert.

Und wenn die Solaranlage gerade nicht genug liefern kann, um das Peltier 
mit seinem Maximalstrom zu betreiben, trägt das Peltier bei DeltaT=60° 
gar nicht mehr zu Heizung bei sondern kühlt über den Wäremrückstrom dein 
Heißwasser aus - du verlierst also Energie gegenüber dem Fall, dass du 
die verfügbare elektrische Energie an einem einfachen Heizwiderstand 
verbrätst.

von Dieter (Gast)


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Zufällgerweise hattest nicht nur Du, Jonas, diesen Gedanken.

In Anknüpfung an Beitrag #5774062, 17.03.2019 11:58, will sicherlich 
niemand, dass sich das solarthermische System verschlechtert, weil die 
Rückflußtemperatur sich erhöht. In dem Falle wäre die Aufteilung 
ungefähr über den Gegenstromwärmetauschkreis ungefähr für 20% der 
Leistung die Peltierelemente auszulegen und für 80% den Heizstab nach 
der Stufe in den Zulauf zum Wärmespeicher zu legen.

von Dr.-Ing. 0xBADFACED (Gast)


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Ich finde die Idee sogar richtig GUT! Was macht Ihr mit der Energie der 
PV-Anlage, wenn der Akku schon Mittags voll ist? Im Grunde macht ein 
Peltier exakt das was ein Heizstab macht, nur viel besser, es ist er in 
der Lage bis zu 15% der thermischen Energie aus seiner Umwelt auf der 
Kaltseite zu entziehen und auf der Warmseite draufzuschlagen. Bei Ebay 
konnte ich für ca 120€ jetzt 40Peltiers erstehen (Stromaufnahme 6A bei 
ca 10V=60Watt_elektrisch)*40Peltiers == 2.4kW_thermisch zuzüglich der 
Watts_transportiert_aus_der_Umgebung.

Allerdings würde ich die Peltiers unterhalb der Isolierung direkt auf 
das Metall des Pufferspeichers kleben und auf der Kaltseite der 
Peltiers?

Varianten:

1.) mit 40mmx10mm Aluminiumprofile eine Frostschutzmischung aus dem 
PKW-Bereich zur Kaltseite bringen. Sofort sind auch Temperaturen weit 
unter -25°C auf der Kaltseite möglich. Auch wäre es denkbar die 
Restwärme vom Pelletkessel nach der Brennphase quasi abzusaugen oder vom 
Fußboden des Heizungskeller die Erdwärme anzuzapfen, wenn man es richtig 
weit treiben möchte ließen sich die Heizkörper mit Kaltwasser im Sommer 
als Klimaanlage betreiben. usw.

2.) Mal ganz abgesehen davon, dass sich damit ein Pufferspeicher mit 
sozusagen negativem Temperaturverlusten konstruieren ließe. Schlichtweg 
weil die durch unperfekte Pufferspeicher-Isolierung immer verlustgehende 
Wärme durch die Peltiers wieder in den Pufferspeicher 
zurücktransportieren lässt, sofern alles unterhalb der Isolierung 
angebracht ist. Wenn man statt des Kühlsystems (Variante 1.) direkt ein 
Kupferblech verwenden würde und darüber die Isolierung würde man einen 
Pufferspeicher erhalten, der sich die Wärme direkt aus dem 
Heizungskeller holt. Dieser doppelwandige Pufferspeicher, würde sich von 
aussen ganz Kalt anfassen und deshalb solange die Peltiers laufen, auch 
keine Verluste haben. Aber wenn nachts kein Strom von Photovoltaik 
kommt? Ist es von aussen gesehen immernoch ein stinknormaler 
Pufferspeicher, mit klassischer Isolierung (natürlich mit den üblichen 
Verlusten).

Im Gegensatz zu der Solarthermieanlage, die bei uns durch den relativ 
entfernten Kollektor ziemlich lange braucht bis überhaupt die Wärme eine 
brauchbare Temperatur erreicht, lassen sich die Peltiers mit dem ersten 
Sonnenstrahl sofort betreiben. Im Sommer sollte der Pelletbrenner für 
die Warmwassererzeugung nicht mehr notwendig sein.

von Murmeltier (Gast)


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Beachte, dass Edelstahl einen hohen thermischen Widerstand hat!

Wenn du das Wasser auf 100°C erhitzen willst, wird das Peltier-Element 
schon deutlich darüber sein. Evtl. wird die Junction-Temperatur 
überstiegen.

von Roland E. (roland0815)


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Murmeltier schrieb:
> Beachte, dass Edelstahl einen hohen thermischen Widerstand hat!
>
> Wenn du das Wasser auf 100°C erhitzen willst, wird das Peltier-Element
> schon deutlich darüber sein. Evtl. wird die Junction-Temperatur
> überstiegen.

Jepp. Peltiers über 70°C betreiben ist ne schlechte Idee. Für 
Differenztemperaturen größer 70°C braucht es mehrstufige Elemente.

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