Im Zuge der Suche nach umweltschonender Energieerzeugung fällt das Augenmerk zunehmend auch auf thermoelektrische Materialien mit denen Wärme in Strom umgewandelt werden kann.
Bisher waren diese Materialien allerdings nicht sehr effizient. Nun ist es jedoch Wissenschaftlern gelungen, durch eine spezielle Verbindung die Effizenz zu erhöhen.
Thermoelektrische Materialien sind so beschaffen, dass wenn in ihnen ein Temperaturgefälle besteht, von der heißen Seite des Materials Elektronen zu der kalten Seite fließen. Dieser Elektronefluss kann als Strom nutzbar gemacht werden.
Die bisherigen Stoffe hatten nur einen Wirkungsgrad von 10%. Das war zuwenig um die Stoffe gewinnbringend zu verwenden. Amerikanische Wissenschaflter haben nun einen Halbleiter aus Wismut-Antimon-Tellurid hergestellt. Dieser ist schon recht gut, jedoch nicht gut genug.
Um den Wirkunsgrad zu erhöhen, muss die Stromerzeugung möglichst hoch sein und die Wärmeleitung gering. Dies ist den Wissenschaftlern gelungen, indem sie den Wismut-Antimon-Tellurid Halbleiter in nano-Partikel zerkleinert haben. Diese haben sie dann zu kleinen Blöcken wieder zusammengepresst. Durch diese Methode wird die sonst typische Gitterstruktur der Verbindung aufgelöst. Die Gitterstruktur ist ein wichtiges Element in der Wärmeleitung.
Der Wirkungsgrad des Wismut-Antimon-Tellurid Halbleiter konnte hierdurch um 20% erhöht werden. Damit besteht eine weitere Hoffnung die Energieeffizienz von Kraftwerken zu erhöhen und umweltschonender und effizienter Energie zu gewinnen.
Rudof Zölde
30. Mai 2009 at 09:51
STROM AUS WÄRME
Erneuerbare Energien, Energie erzeugen, Energie sparen
Rationelle Energieerzeugung – Erneuerbare Energien
Thermovoltaik, die umweltfreundliche Technologie
Add-Thermogeneratoren für die Stromversorgung sind effizient mit kompakt geballter Energie auf kleinem Volumen. Mit einem Wirkungsgrad von 48% ist die Umsetzung von Wärme in elektrische Energie sehr kostengünstig. Zusätzlich wird durch die gespeicherte Wärme des Generators nur die Menge an Kraftstoff nachgeführt, die ein gut isoliertes Generatorgehäuse als Wärmeverlust an die Umgebung abgibt.
Die Thermovoltaik ist das Arbeitsgebiet der Physik, das sich mit der Umwandlung von Wärmeenergie in elektrische Energie befasst. Wenn zwei unterschiedliche Metalle zusammen kontaktiert und erhitzt werden, entsteht eine elektrische Spannung mit relativ hohen Stromwerten.
Ein Add-Thermogenerator besteht aus mehreren in Reihe als Schichten flächig kontaktierten Thermozellen und bildet einen Säulenblock. Eine Thermozelle ist aus mehreren Dünnfilmschichten unterschiedlicher Materialien gefertigt. Wird einem Thermosäuleblock Wärme zugeführt, ist durch Additivmethode die Gesamtspannung die Summe aller einzelnen Thermozellen.
Die Ausgangsleistung ergibt sich aus den Gesamtspannungen, der Grösse der Zellenflächen (Ampere/mm²), sowie der zugeführten Temperaturhöhe. Die elektrische Leistung ist linear proportional zur Generatortemperatur.
Die Wärmeenergiezufuhr ist mit allen Brennstoffarten möglich. Durch Kraft-Wärme-Kopplung, Biogas, Sonneneinstrahlung mit Thermo- und Photovoltaik-Solarzellenkopplung, mit Wasserstoff oder Geothermie.
Durch die kompakte Bauform der Generatoren sind die Anwendungen vielfältig, angefangen vom Herzschrittmacher bis Megawattkraftwerke in der Industrie, Haushalt, Luft-, Raum- oder Seefahrt.
Ein HOCHSTROMWECHSELRICHTER (HSWR), DC/AC-Inverter, wandelt die Gleichspannung der Thermogeneratoren in Wechselstrom um. Dieser HSWR unkonventioneller Bauart ist in Miniaturbauform für Elektronikplatinen oder dimensioniert als Wechselrichter für extrem hohen Stromdurchlass für Megawattleistungen anwendbar und ist für alle Gleichstromquellen geeignet.
Die Additivmethode bietet zudem neue Applikationen in der Sensorentechnik mit höheren Empfindlichkeiten. Generator und Hochstromwechselrichter Patent DE 43 13 827 A1.
Diese Angebote befinden sich noch im Entwicklungsstadium. Weitere Informationen auf der Homepage.www.thermogen.ws24.c.c
Rudolf Zölde
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Renewable energy, power supply, energy efficiency
Rational energy production Miscellaneous Renewable energy
Thermovoltaik – current from warmth
ADD THERMAL GENERATORS (Addition-thermocouple-voltage) – Decentralized current supply for each household.
Thermovoltaik, the environmentally friendly technology thermo-generators for power supply are efficient compact with energy concentrated in a small volume. With an efficiency of 48% the transformation of heat into electrical energy is very cost-effective.
Additionally, by the stored heat of the generator only the quantity of fuel has to be supplied, a well-isolated generator housing normally delivers as a heat loss to the environment.
The Thermovoltaik is the work area of physics that deals with the conversion of thermal energy into electrical energy. If two different metals are together contacted and heated a voltage electricity with relatively high levels develops.
An Thermo generator consists of several thermo cells in row as laminar contacted thin film coatings forming a pillar block.
A thermo cell is made of several thin film coatings of different materials. If heat is added to a thermo pillar block by the additive method the total voltage the sum of all individual cells.
The output power derives from the general tensions, the size of the cell surfaces (ampere / mm ²),and the temperature the amount supplied.
The electric power is linear proportional to the generator temperature.
The thermal energy supply is compatible with all fuel types. Through power-heat-coupling, biogas, solar radiation with thermal and photovoltaic cells, solar power, hydrogen or geothermal energy.
The compact design of the generators are the diverse applications, ranging from cardiac pacemakers to megawatt power plants in the industry, household, air, sea or space.
A high current inverter, DC / AC inverter converts DC power of the generators in to AC power.
This inverter of unconventional design, is applicable in miniature size for circuit boards for electronics or as inverter for passage of extremly high current for consumer of megawatt power and is applicable to all DC sources.
The additive method also offers new applications in sensor technology with higher sensitivities. High electricity generator and inverter patent DE 43 13 827 A1.
These offers are still in development stage. For more information please see my homepage http://www.thermogen.ws24.cc.
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