Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Peltierelement im Auto als "Ladegerät"


von Tim A. (chinchillah1992)


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Moin moin.
Mir ist da was in den Sinn gekommen, weiß aber nicht ob sowas 
funktioniert.

Ich habe gelesen, das man mit Peltierelementen eine Spannung erzeugen 
kann, wenn die eine Seite warm und die andere Seit kalt gemacht wird.

Zu meiner Idee: Es ist Sommer. Wenn ich das Peltierelement innen an das 
Dach meiner Karosserie befestige und die Klimaanlage einschalte sodass 
die Temperatur im Auto ca 22 grad hat und das Dach gute 50 - 60 grad, 
lässt sich daraus eine Spannung erzeugen, die mit einem StepUp Wandler 
5V erzeugt, die einen GPS Tracker wieder etwas auflädt?

Andersherum im Winter. Draußen Minusgrade und ich schalte die Heizung 
ein. Ebenfalls ein Temperaturunterschied von ca 20 - 25 grad. (Jenachdem 
wie mollig man das im Auto haben möchte :D).

von René F. (Gast)


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Die Rechnung geht nicht auf, abgesehen davon, dass das aufgrund des 
miserablen Wirkungsgrades des Peltierelements nicht funktioniert, 
benötigst du Energie zum kühlen des Peltierelements, ob du nun damit 
dein Peltierelement kühlst oder direkt deinen GPS Tracker aus dem 
Bordnetz versorgst spielt keine Rolle.


Bei solchen Gedankenexperimenten musst du immer den 
Energieerhaltungssatz im Hinterkopf haben.

von Tim A. (chinchillah1992)


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Also würde die Umgebungswärme im Auto nicht ausreichen?
Selbst wenn das Blech im Winter 0 grad hat und im Auto ca 20-25?

von Florian S. (sevenacids)


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Ich denke, was du meinst ist der Seebeck-Effekt. Theoretisch möglich, 
aber ein einzelnes Peltier-Element wird dafür lange nicht ausreichen. 
Der Wirkungsgrad ist einfach zu schlecht. Da würde ich eher noch ein 
kleines China-Solarpanel mit Akku verwenden oder gleich das Bordnetz 
bemühen.

von minifloat (Gast)


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BMW hat Mal testweise Pelztiere an/in den Auspuff gebaut. Ist aber nicht 
serienreif.
https://m.heise.de/autos/artikel/Strom-aus-Abwaerme-Der-thermoelektrische-Generator-von-BMW-452089.html?seite=all

mfg mf

von Tim A. (chinchillah1992)


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Okay schade. Trozdem vielen dank für die Antworten!

von René F. (Gast)


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Es würde schon zu einem Stromfluss kommen, dieser ist allerdings zu 
gering. Vorallem wenn dann noch ein DC/DC Wandler und der GPS Tracker 
versorgt werden müssen.

Peltierelemente haben wenn ich mich richtig erinnere im Generatorbetrieb 
einen Wirkungsgrad von etwa 2% oder so, um also 2W  elektrische Energie 
aus dem Peltierelement zu bekommen musst du 100W thermische Energie 
reinstecken. Dafür reicht aber die geringe Temperaturdifferenz bei dem 
kleinen Peltierelement nicht aus.


Das ganze kann schon in der Theorie funktionieren irgendwie 
funktionieren, der Weg über die elektrische Energie der Lichtmaschine 
ist aber deutlich effizienter.

von Bernd K. (bmk)


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Recht interessant hierzu ist das folgende Video ab 2:28

https://www.youtube.com/watch?v=oaou-uT5yAc

5V nach dem StepUp sind schon machbar.

Aber: Sein Heißluftgebläse erzeugt sicher über 50°C Temp-Differenz.
Und eine LED leuchtet bereits ab 0,1mA oder weniger.
Also sehr magere Leistung, wahrscheinlich unter 1mW

Nun gut, wenn du 10 oder 20 der Pelztiere in Reihe schaltest,
könnte auch ohne StepUp genügend Spannung/Leistung rauskommen.
Kosten ja mittlerweile Kleingeld.

Projektname: Jugend forscht.

von Tim A. (chinchillah1992)


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> https://www.youtube.com/watch?v=oaou-uT5yAc

Genau deswegen bin ich auf diesen Gedankengang gekommen :D

von Mathias B. (mbr)


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Beachte aber, dass man für umgedrehten Temperaturgradient auch eine 
umgedrehten Spannung erhält, also Sommerspannung hat ein anderes 
Vorzeichen als die Winterspannung.

von sid (Gast)


Angehängte Dateien:

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die chinesen kleben das an den Auspuff ;)
Zugegeben, deutlich kleinerer testmotor ...

Egal,
peltiers lassen sich ja zum Glück stacken und damit
hat man dann etwas höhere Ausbeute.
(so auch an dem chinesischen Auspuff gedingsbums [iirc twinstacks])

Aber innenraum bleibt natürlich ne "zweifelhafte" Idee
weil man mehr Energie aufbringen muss um die Temperaturdifferenz des 
Peltier Moduls zu erhalten
als man bräuchte dieselbe Menge an Strom direkt in den elektrischen 
Verbraucher zu schicken.

Und während man vermutlich nichteinmal merkt,
dass das Auto 5Watt mehr braucht um den Innenraum zu heizen/kühlen
nur um noch 4Watt Strom aus dem Peltier zu haben,
macht es auf dem papier dennoch keinen Sinn.

Das Auspuff system der Chinesen da oben indes
kühlt sich hoffentlich durch Fahrtwind und die Abwärme des Auspuffs
benutzt eh kaum jemand
(Oder hat noch jemand von Euch n Luft/Luft wärmetauscher im Auto? 
Käfer-fahrer aufzeigen bitte!)
dann muss man in der tat 'dahinter' einsteigen um die Peltiers zu 
befeuern,
sonst verliert man Heizleistung :D

von Weg mit dem Troll (Gast)


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Waere nicht der bessere Ansatz gewesen, mit dem Peltier gleich das 
Elektroauto zu laden ? Falls das nicht reicht, allenfalls noch was aus 
der USB Buchse rauskommt...

von Toastbrot (Gast)


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Erinnert mich an jemanden, der seine CDs als mp3 gerippt hat, dann 
wieder in wav gewandelt hat, um sie dann auf Cassette zurückzuspielen...

von Udo S. (urschmitt)


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Selbst wenn das funktionieren würde, was machst du im Frühjahr und im 
Herbst?
Sprich an den fast 300 Tagen im Jahr wo es draussen nicht > 30°C oder < 
0°C hat?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Tim A. schrieb:
> Ich habe gelesen, das man mit Peltierelementen eine Spannung erzeugen
> kann, wenn die eine Seite warm und die andere Seit kalt gemacht wird.
Sieh dir den legendären Beitrag "handwärme-peltier-energie in stromnetz einspeisen" an, 
um einen groben Überblick zu bekommen.

von Name: (Gast)


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Wird nicht klappen, weil die nutzbare Temperaturdifferenz zu klein ist.

Es wäre im Auto trotzdem machbar, aber anders:
Du könntest das Kühlwasser des Motors verwenden, weil damit garantiert 
eine hohe Temperaturdifferenz und viele kW Wärmeenergie zur Verfügung 
stehen. Das dürften immer >50°C sein, wenn der Motor läuft. Außerdem 
sind die beteiligten Temperaturen moderat.

Das vereinfacht auch den Aufbau, schließlich musst du die Wärmemenge auf 
der anderen Seite des Peltierelements auch wegbringen, und umso höher 
die Temperaturdifferenz, umso leichter geht das. Im Prinzip hast du es 
ja mit einer Reihenschaltung mehrerer thermischer Widerstände zu tun, 
und umso höher die "Spannung" (=Temperaturdifferenz), umso höher der 
"Spannungsabfall" am Peltierelement.

Das Abgassystem wäre auch verwendbar, aber da dürfte die Temperatur zu 
hoch werden.

Um es deutlich zu erwähnen:
Ich halte das für eine Spielerei. Du hast 12V im Auto, nimm einfach den 
Schaltplus, und lade den Akku deines GPS-Teils nach, wenn die Karre 
läuft.
Ich sehe solche Spielereien aber durchaus positiv. Kann Spass machen und 
lehrreich sein.

von Lurchi (Gast)


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René F. schrieb:
> Peltierelemente haben wenn ich mich richtig erinnere im Generatorbetrieb
> einen Wirkungsgrad von etwa 2% oder so, um also 2W  elektrische Energie

2% Wirkungsgrad wäre schon hoch und nur für große Temperaturunterschiede 
zu erreichen. Die besten Materialien kommen auf etwa 15% des 
Carnot-Wirkungsgrades. Also 15% mal Temperaturdifferenz geteilt durch 
die kalte Temperatur (in Kelvin). Beim Autodach als etwa 15%  * 20 K / 
270 K  also ca. 1 % für ein high End Peltier-element und wenn die 
Temperaturdifferenz wirklich am Peltierlemenet anliegt (real ist das 
eher weniger als die Hälfte).

Die 2% passen also etwa, wenn die Temperaturdifferenz am oberen Limit 
ist, was das Peltierelement gerade noch verträgt.

von Roger the Al (Gast)


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Hallo

ganz ohne technisch / physikalische Hintergründe:

Wenn solch einfache Ideen auf die wohl schon jeder gekommen ist der in 
den jeweiligen Bereich etwas (zu wenig...) Ahnung hat, diese aber nicht 
von der Industrie schon realisiert wurde, bzw. ernsthaft (und das ist 
nicht irgendein Bastler oder Internetbettler/ Abzocker / Träumer der 
neuen Art) daran geforscht wird, funktioniert es einfach nicht.
Meist wegen physikalischen Gegebenheiten, manchmal auch wegen der 
Kosten.

Wasser zu Benzin, überschüssige Wärme (heißer Sommer) speichern und viel 
später abrufen, ein Haus billig zu isolieren, Sport (Energiespeicher in 
Form von Fett) ohne Anstrengung, freie Energie (egal ob im Sinne 
"Energie aus den Nichts" oder kostenlose Energie vom Stromversorger ohne 
nachweisbare Manipulation, das 1l Auto... alles Ideen auch den schon 
Millionen "Genies" gekommen sind die aber nicht realisiert wurden - 
warum wohl?!

Es ist halt so: Alle "genialen" und einfachen Ideen haben schon viele 
vorher gehabt - und immer spielt die Physik nicht mit oder sind die 
kosten viel zu hoch und es gibt wesentlich bessere "alte" und bewährte 
Verfahren die zwar auch als ineffizient und teuer erscheinen es aber 
letztendlich nicht sind weil es anders halt nicht möglich ist.

Diese ganz normalen Alltagserkenntnisse reichen schon aus um zu sehen 
das die "Gedankenblitze" die man so hat eigentlich immer nur 
Schnapsideen sind.

Roger the Al

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Lurchi schrieb:
> 2% Wirkungsgrad .... passen also etwa
Die Definition dieses "Wirkungsgrades" anhand der Nennleistung des 
Elements laut Datenblatt zusammen mit der durch massive Energiezufuhr 
(Hitze vs. Kälte) entnehmbaren Leistung erscheint mir grundlegend wie 
eine Milchmädchenrechnung!

Ein Wirkungsgrad wird berechnet aus der tatsächlich zugeführten 
Leistung und der dabei entnommenen Leistung. Ein Datenblattwert kommt 
in dieser Formel nicht vor. Und es benötigt beträchtliche Energie, um 
die Temperaturdifferenz zu erzeugen und den Wärmestrom aufrecht zu 
halten.

Der reale technische Wirkungsgrad dürfte also bei weit, weit unter 1% 
liegen.

: Bearbeitet durch Moderator
von Name: (Gast)


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Roger the Al schrieb:
> Hallo
>
> ganz ohne technisch / physikalische Hintergründe:
>
> Wenn solch einfache Ideen auf die wohl schon jeder gekommen ist der in
> den jeweiligen Bereich etwas (zu wenig...) Ahnung hat, diese aber nicht
> von der Industrie schon realisiert wurde, bzw. ernsthaft (und das ist
> nicht irgendein Bastler oder Internetbettler/ Abzocker / Träumer der
> neuen Art) daran geforscht wird, funktioniert es einfach nicht.
> Meist wegen physikalischen Gegebenheiten, manchmal auch wegen der
> Kosten.

Ich stimme nur teilweise zu, es ist schon gut, querzudenken. Wenn man 
mitdenkt, und etwas rechnet und recherchiert.
Speziell in Fahrzeugelektrik gibt es viele Dinge, die einfach aus 
Tradition  so gemacht werden.

Ein Beispiel:
Die total bescheuerte Bordnetzspannung von 12V. 24V-Elektronik ist 
erstens gängiger (LKW, Wohnmobiele, Industrie), zweitens wären weniger 
dicke Kabel nötig, drittens hat man die Sicherheitsprobleme von 48V 
nicht.
Stattdessen eiert man 2020 noch mit 12V herum. Sogar in die E-Autos hat 
es dieser veraltete Dreck geschafft. Da wäre etwas mehr Denken nicht 
schlecht gewesen.

Oder die fehlende Unterspannungsabschaltung:
Warum bleibt man 2020 noch hängen, weil das Licht angelassen wurde?
Die Lösung ist trivial, wo doch die Lichter sowieso von der Elektronik 
geschaltet werden.

von René F. (Gast)


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Name: schrieb:
> Oder die fehlende Unterspannungsabschaltung:
> Warum bleibt man 2020 noch hängen, weil das Licht angelassen wurde?
> Die Lösung ist trivial, wo doch die Lichter sowieso von der Elektronik
> geschaltet werden.

Moderne Autos haben doch ne Abschaltung? Vielleicht nicht bei Dacia, 
aber bei genügend anderen Herstellern.

von Walter S. (avatar)


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René F. schrieb:
> Vielleicht nicht bei Dacia,
> aber bei genügend anderen Herstellern.

Bei  einem 3 Jahre alten Honda-Hybrid von Bekannten jedenfalls auch 
nicht.
Die Batterie war so leer dass nicht mal die Zentralverriegelung ging

von Mathias B. (mbr)


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Roger the Al schrieb:
> ganz ohne technisch / physikalische Hintergründe:

Das ist doch aber genau das Problem. Leute die keine Ahnung haben 
(oftmals im Management) wollen mitreden. Genau sowas bremst Innovation 
und frustriert Mitarbeiter.
Das schönste Beispiel ist das 1l Auto. Das Funktioniert, aber es ist von 
der Automobilindustrie // Politik // Kunde nicht gewollt, deshalb wird 
es nix. Ein SUV kann man halt nicht mit 1l antreiben.

: Bearbeitet durch User
von Name: (Gast)


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Walter S. schrieb:
> René F. schrieb:
>> Vielleicht nicht bei Dacia,
>> aber bei genügend anderen Herstellern.
>
> Bei  einem 3 Jahre alten Honda-Hybrid von Bekannten jedenfalls auch
> nicht.
> Die Batterie war so leer dass nicht mal die Zentralverriegelung ging

Kann ich aber noch toppen:
Ich kenne jemanden, der hat das mit einem Nissan Leaf geschafft. Ja, mit 
einem E-Auto. Mit einem leeren 12V-Akku. Wirklich. Bei >30kWh im 
Fahrakku.
Aber die 12V waren leer, weil der Bordcomputer im "Bereitschaftsmodus" 
war.

Problem: Das "starke" Ladegerät (Fahrakku->12V) läuft nur im Betrieb, 
das Ladeerhaltungs-Ladegerät reicht nicht für den Boardcomputer. Ohne 
12V aber kein Betrieb. Dafür kann man sich  dann Starthilfe geben 
lassen.
Wie bei einem Verbrenner. Der gleiche Mist, genauso unzuverlässig.

Das 12V-System ist (vermutlich wie bei den Verbrennern) Ausfallursache 
Nr1 bei E-Autos. Diesen blöden Mist aus den 30er-Jahren musste man ja 
unbedingt mitziehen.

von sid (Gast)


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Toastbrot schrieb:
> Erinnert mich an jemanden, der seine CDs als mp3 gerippt hat, dann
> wieder in wav gewandelt hat, um sie dann auf Cassette zurückzuspielen...

hehe das hab ich auch mal gemacht..
naja ich hab die CD für den iPod gerippt gehabt,
und statt ne 1:1 Kopie der CD zu machen für's Auto,
eben die mp3s mit Nero als AudioCD gebrannt weil die ja schon auf'm 
Rechner waren (man ist ja faul ;)).

Also wenn man ansonsten unnütze peltiers rumliegen hat,
seh ich keinen Grund das nicht zu versuchen..
ich würde wohl keine Peltiers kaufen für einen Test um ehrlich zu sein;
aber wenn sie sonst nur rumliegen.. warum nicht?

keiner beklagt sich über die 12V Kühlbox im Auto, keiner meckert über 
Dosenkühler
und/oder mini kühlschränke die im Baumarkt für kleine Mark zu haben 
sind..
all jene laufen mit Peltiers..
und während sie ineffizient sind, sind sie dennoch offenbar
kommerziell erfolgreich ;)

Man muss halt nur die ungenutzte Temperaturdifferenz finden
(im idealfall auch ungewollte differenz)
und schon hat man was zum ausprobieren..

hab ich mit 15 auch mal gemacht... man ging das in die Hose ;)
Ich hatte n 5V Lüfter (und n 5V peltier) auf ne CPU geklebt in der 
Hoffnung,
das peltier würd die CPU kühlen falls nötig...
ein Glück war das n alter PC der eh schon ausrangiert war sagen wir 
mal..

von Dieter (Gast)


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Name: schrieb:
> Das 12V-System ist (vermutlich wie bei den Verbrennern) Ausfallursache
> Nr1 bei E-Autos.

Traurig aber leider wahr, kein einziger Autohersteller hat es bisher 
geschafft eine Zulassung fuer 24V Grundelektronik kompatibel zum LKW 
einzureichen. Die technische Intelligenz ist in Europa nicht mehr 
vorhanden.

von Walter K. (walter_k488)


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Tim A. schrieb:
> Zu meiner Idee: Es ist Sommer. Wenn ich das Peltierelement innen an das
> Dach meiner Karosserie befestige und die Klimaanlage einschalte sodass
> die Temperatur im Auto ca 22 grad hat und das Dach gute 50 - 60 grad,
> lässt sich daraus eine Spannung erzeugen, die mit einem StepUp Wandler
> 5V erzeugt, die einen GPS Tracker wieder etwas auflädt?

In Kombination mit Erfindungen zum Problem der "Freien Energien" kannst 
Du dann noch viel mehr aufladen - man nennt das dann "energy harvesting" 
und ist einer der Lösungsansätze für die Probleme der Welt unserer 
Vordenker und Eliten - zumindest der, die in ihrer Schule Physik 
abgewählt hatten - oder statt der Unterrichtsteilnahme lieber gutes Gras 
geraucht haben.

ich würde zusätzlich auch noch über ein vom Fahrtwind angetriebenes 
Windrad mit Generator nachdenken - zumindest beim eMobil lässt das 
ungeahnte Reichweiten erwarten

: Bearbeitet durch User
von Rudi Rüssel (Gast)


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Walter K. schrieb:
> ich würde zusätzlich auch noch über ein vom Fahrtwind angetriebenes
> Windrad mit Generator nachdenken - zumindest beim eMobil lässt das
> ungeahnte Reichweiten erwarten

Sag das nicht zu laut...

Ich habe damals auf meiner Uni einen (Prof. wohl gemerkt) der sich echt 
eingebildet hat dass sowas funktioniert. Der hatte sich dann ein ~2m 
Durchmesser Windrad aufs Autodach montiert um "nach zu messen wie viel 
Energie man daraus bekommt"

Das kommt heraus wenn an einer Technischen Uni auch Designer 
unterrichtet werden.....

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