Urządzenia chłodnicze zasilane elektrycznością z wytwarzanego przez nie ciepła
Generatory termoelektryczne to urządzenia, które nie
zużywają prądu elektrycznego, ponieważ potrzebną do pracy energię
pozyskują z wytwarzanego przez siebie ciepła. Przetwarzają ciepło
bezpośrednio na energię elektryczną wykorzystując "zjawisko Seebecka",
które polega na tym, że różnica temperatur między dwoma różnymi
przewodnikami elektrycznymi doprowadza do powstania różnicy napięcia
między nimi.
Ogrzanie jednego z dwóch przewodników lub półprzewodników powoduje
przepływ ogrzanych elektronów do tego, który jest chłodniejszy. Jeżeli
para jest połączona obwodem elektrycznym to przepływa nim prąd stały.
Generatory termoelektryczne znajdują szerokie zastosowanie w wojsku
oraz w branży lotniczo-kosmonautycznej, a doskonałym tego przykładem
jest marsjański łazik Curosity. Pracują zazwyczaj w środowiskach o temperaturze od średniej do wysokiej (od 250°C do 1200°C).
Aby zoptymalizować zastosowania termoelektryczne na potrzeby
cywilne, technologia musi zostać zaadoptowana do niższych temperatur, co
jest celem finansowanego ze środków unijnych projektu GETER (Generatory
termoelektryczne z odpadową energią cieplną), realizowanego przez
hiszpański Uniwersytet Publiczny Nawarry.
Naukowcy z tej uczelni opracowali prototyp samoschładzającego się
urządzenia termoelektrycznego, które schładza się "bezpłatnie" o ponad
30°C. Celem jest przekształcenie prototypu w system zasilania
konwerterów i transformatorów stosowanych w elektrowniach korzystających
ze źródeł odnawialnych takich jak na przykład energia wiatrowa,
słoneczna, fotowoltaiczna, termoelektryczna słoneczna czy wodna.
"Urządzenia te generują w czasie pracy ciepło i wymagają
schłodzenia" - wyjaśnia David Astrain-Ulibarrena, kierownik naukowy
projektu. "W wielu przypadkach stosuje się wymienniki ciepła z wentylatorami, które wymagają zewnętrznego zasilania, a przez to
zużywają pewną ilość energii elektrycznej".
"My natomiast wykorzystujemy przepływ ciepła emitowany przez
konwertery mocy i transformatory do wytwarzania energii elektrycznej
zasilającej wentylatory" - dodaje. "W ten sposób zyskujemy chłodzenie
urządzenia i kontrolę nad jego temperaturą bez jakichkolwiek kosztów
energii".
Samoschładzające się systemy termoelektryczne to zaledwie jeden z aspektów działalności partnerów projektu, których nadrzędnym celem jest
opracowanie generatorów termoelektrycznych, umożliwiających
przetwarzanie słabej energii cieplnej na energię elektryczną; innymi
słowy, wykorzystanie przepływów ciepła odpadowego przy temperaturach
poniżej 250°C.
"Najlepsze perspektywy na przyszłość dla generatorów
termoelektrycznych wiążą się z wykorzystywaniem bezpłatnych źródeł
ciepła, takich jak przepływy ciepła odpadowego" - zauważa prof. Astrain.
"W Hiszpanii marnotrawione jest 40% energii pierwotnej w formie ciepła
odpadowego. To źródło ciepła jest trudne do wykorzystania w tradycyjnych
systemach wytwarzających energię elektryczną, takich jak turbiny parowe
czy gazowe".
W ramach tego projektu, zespół badawczy opracował model obliczeniowy
i przeprowadził jego walidację eksperymentalną, wykazując, że istnieje
możliwość pozyskania do 1kW energii elektrycznej z każdego metra
sześciennego przemysłowego kanału spalinowego.
Więcej informacji:
http://www.unavarra.es/;jsessionid=3FB10626651842A183E66E7568EEB721.cercis?languageId=1
Tagi: energia, środowisko, ciepło, lab, laboratoria, laboratorium, biotechnologia
wstecz Podziel się ze znajomymi