petek, 06. februar 2009

Hladno-toplo / Hot&cold

, , , , - petek, 06. februar 200910:50 (Ilja)
Če ste na svojem prenosniku že kdaj nehote zablokirali prezračevalno pot, potem poznate pomembnost hlajenja integriranih vezij - procesor se je pregrel in izklopil. Potrebo po hlajenju poznajo tudi ekstremisti navijanja procesorjev, ki se poslužujejo enakovredno ekstremnega hlajenja s tekočim dušikom ali suhim ledom.

[en] If you had ever unintentionally blocked the fan of your laptop, then you are well aware of the importance of the individual computer components. Usually, the processor is the first to blackout and the computer shuts down. And bigger is the (need for) speed, bigger grows the chill for heat. So the CPU-overcocking enthusiasts even use stuff like liquid nitrogen and dry ice to keep things cool. 

- hlajenje navitega procesorja s tekočim dušikom /
cooling an overclocked processor with liquid nitrogen
(Wikipedia) -

Velikost elektronskih vezij se zmanjšuje (nedavno smo si lahko ogledali nano stikalo), zmogljivost pa povečuje (procesorji zadnjih let so celo ogrozili veljavnost Moorovega zakona). Ker pa je tekoči dušik nekoliko predrag in tudi nekoliko neroden, če se polije (vse v njegovem dosegu, od tipkovnice do vaših hišnih ljubljenčkov postane rado nekoliko krhko) se za komercialne sisteme razvija bolj ali manj sofisticirane sisteme, od pasivnih hladilnikov, prezračevanja, vodnega, plinskega in celo oljnega hlajenja do termičnih zapor.

[en] The inhabitants of electronic circuits are getting smaller (the nano switch was born recently) and stronger (2008 CPU's  are putting a bad light on Mooroe's law). Liquid nitrogen being somewhat too expensive and high maintenance (if spilled, everything in its reach, from your keypad to your house pets, tends to get rather fragile), the commercial  PCs are  equipped with  passive sinks,  ventilation, liquid, gas & yes, oil cooling systems or even with thermal bumps.

Prav okrog termoelektričnega ohlajevanja se v zadnjem času vrti del pozornosti polprevodniške, avtomobilske, vojaške, vesoljske, itd... industrije, še poseben pomen pa lahko dobi v času fantazme recesije pri reševanju zadreg obnovljivih virov energije.

[en] Apparently, thermoelectric modules have been around for some time now - happily cooling and generating power - but the production of smaller units was technologically challenged. Now the industries have the technology to apply them.

Termoelektrični efekt je leta 1921 opisal Thomas Seedback. Ugotovil je, da različni kovini ki jih povežemo na dveh mestih in spoja izpostavimo različnim temperaturam, povzročita nastanek električne napetosti. In nasprotno, v primeru, da dve kovini v prostoru z enako temperaturo priključimo na električno napetost, na spojih ustvarimo temperaturni diferencial (Jean Charles Athanase Peltier, 1834).

[en] The thermoelectric effect was described by Thomas Seedback in 1921. He discovered, that two different metals  with junctures at different temperatures produce an electrical potential (voltage). Vice versa, when a current is made to flow through the metal couple, a temperature differential is developed on the junctions (Jean Charles Athanase Peltier, 1834).

V nekem ameriškem podjetju so dobro izkoristili oba principa. Proizvajajo tako miniaturna hladilna telesa (med njimi je tudi Frosty, The World's Smallest Ice Maker), kot tankoplastne termoelektrične mikorgeneratorje.

[en] An American company is making good use of the Seedback-Peltier effect. They offer both micro-cooling devices  (such as:  Frosty, The World's Smallest Ice Maker) and thin-film miniature thermoelectric generators.

- Frosty v akciji / Frosty in action (YouTube)-

Očitno se pripravljajo na majceno razširitev obsega kapacitet njihovih produktov za proizvodnjo elektrike, saj Tech-on poroča o prototipu termoelektričnega pretvornika, ki v trenutni izvedbi omogoča napajanje led diode z navadno čajno svečko.

[en] A Tech-on collumn reports about a counter-top-size thermoelectric converter which transformed the heat of a candle flame  into electricity powering an LED.

- Vroči LED / Hot power (TechOn)-

Toda pečenje ni edini način za razsvetljevanje LED diod, tako azijski blog. V raziskovalni skupini profesorja Yoshiakija Watanabe (Doshisha University) razvijajo hladilni sistem, ki deluje na principu termoakustičnega fenomena. 

[en] But roastig is not the only way to micro-electricity-generation. Professor Yoshiaki Watanabe of Doshisha University and his research group are currently developing a cooling technology based on a thermoacoustic phenomenon.


- Hladni   / Cool vibrations (TechOn)-

Če v tako cev namestimo še mikrofon (so dodali teksaški kolegi iz A&M  University), lahko iz tovrstnega tuljenja ob hladu kogeneriramo še električno energijo.

[en] Also, it is possible to put a microphone in the tube to generate electricity (electricity comes from the mike in  the Texan A&M  University, too).

Ako se bo kateri od sistemov prijel, se lahko kaj kmalu zgodi, da bomo s kramljanjem polnili in ne praznili svoje mobilne telefona,  ob razsvetljavi ognjišča v kampu nemoteno brkljali po svojih prenosnikih, da o energetskem potencialu rock koncertov sploh ne govorimo...

[en] And so it seems, that the future will bring voice-powered telephones and camp-fire-lap-tops. And let's not forget  about all those noisy rock concerts!

Kakršni že bodo, se bomo malih pretvornikov iz toplote v energije vsekakor razveselili v sektorju obnovljivih virov energije. Tudi  v mojem fohu, proizvodnji bioplina. Na tipični bioplinski napravi v Sloveniji proizvedeni bioplin odvajajo na plinske turbine - motorje z notranjim izgorevanjem. Ti motorji poganjajo generatorje, kjer nastaja elektrika. Tako je proizvodnja je omejena z velikostjo motorjev na trgu in kjer nastaja odpadna organska snov v 'manjšem' obsegu, ostaja potencial za proizvodnjo bioplina neizkoriščen. Rusi, ki jim nič mehanskega ni tujega, na trgu ponujajo precej ugodne agregatne enote  za nekaj gospodinjstev  'odpladkov'. Grin-goti, ki morajo biti v vsem boljši od Rusov, si bodo sedaj omislili še manjše  plinske motorje (DailyTech) ampak to je že druga zgodba. Skratka, ... tale svečLED mi je simpatičen. Ker se takorekoč sprehaja po vrhu strojniške occamove žiletke. Ker je princip tako enostaven. Ker lahko pod njim zakurim ta bioplin in potem gledam televizijo na kanale.

[en] Whatever the form, the possibility of generating electricity with a higher small scale efficiency is surely a bright light in the renewable energy sector. Great potential, especially up my biogas valley.
In Slovenia, biogas produced in a typical biogas plant fuels an internal combustion engine, which drives an electrical generator. Therefore, such production is limited  with the size of the biogas engines on the market. In Russia it is possible to get hold of household-sized aggregated units. In America, a miniature gas engine could be produced soon (DailyTech), but that's another story. Anyhow, should this candle burning LED monster prove efficient, biogas will surely be amongst it's intestine heaters to power a new age of laundry-drying and TV-watching :)

Prav zanima me, kako se bodo selili sistemi izkoriščanja energije iz obsegov industrijskih  nivojev na našo  zelenico in kako  nas bodo v dnevni sobi (no, ... kopalnici) za fotovoltaiko obiskali še načini izkoriščanja drugih obnovljivih virov energije.

[en]
I can't wait to see, if the hard-to-get energy sources shall visit from the industry- level and stay in our back yard, and how the beyond-photovoltaic-pathways of renewable energy utilization will make friends with our households.

Ni komentarjev:

Objavite komentar