Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die neuen Thermogeneratoren - umweltfreundlich - kompakt und leistungsfähig

05.04.2005


Die Thermovoltaik ist das Arbeitsgebiet der Physik, das sich mit der Umsetzung von Wärmeenergie in elektrische Energie befasst.



Ein Thermogenerator (Patent) besteht aus mehreren in Reihe flächig kontaktierten Kohle/Graphitplatten. Diese dienen als Träger (Substrate) von dünnschichtig aufgetragenen thermoelektrischen Materialien wie NiCu-NiCr und werden flächig kontaktiert danach auf einer Seite erhitzt, auf der Seite gegenüber mit Wasser oder besser mit flüssigem Wasserstoff gekühlt und gasförmig in den Brennraum geleitet. Durch die Temperaturdifferenz entsteht eine elektrische Gleichspannung mit sehr hoher Stromdichte.



Die Kühlung einer Elementenreihe identischer Thermopaare ist eine bequeme Kompromisslösung, die Energieumwndlung wird so nicht voll genutzt. Die neue Thermogeneratoren-Generation nach der Additivmethode mit Thermozellen ist effektiver im Vergleich zum Temperarurgradientenverfahren, wie oben.

Eine Thermozelle besteht aus zwei Schichten thermoelektrischer Materialien die flächig kontaktiert sind, so entsteht ein Thermoelement mit hohem Stromfluss zu einem Verbraucher, eine typische Eigenschaft der Thermoelementen. Schaltet man mehrere Elemente in Reihe, um höhere Spannung zu gewinnen, wird als Verbindung zwischen den einzelnen flachen Thermoelementen, ebenso flächig kontaktiert, ein Gleichrichtermaterial eingesetzt. Die Thermospannung der einzelnen Elementen addieren sich (Additivmethode), vergleichbar mit in Reihe geschalteten Trockenbatterien, eine Kühlung ist so nicht erforderlich. Die zugeführte Wärmeenergie ist mit allen Brennstoffarten möglich, durch Kraft-Wärme-Kopplung, Erdwärme oder Sonneneinstrahlung.

Beide Generatorentypen sind einfach kompakt konstruiert und erlauben hohe Leistungen ohne aufwendige Komponente, geeignet für Blockheizkraftwerke als Anlagen mit 220-230 Volt, Strom- und Warmwasserlieferant für Haushalte, als Antrieb für Elektrofahrzeuge oder Grossanlagen mit >200 Megawattleistung und flüssigem Wasserstoff als Brennstoff.

Weitere Anwendungen als 5 mm Dünnschichtiges Kraft-Wärme-Kopplung- und Solarmodule mit mehreren hundert Quadratmeter, Zugmaschinen bis 3000 kW für die Bahn oder Genratoren mit >15.000 kW Leistung für die Schifffahrt, insbesondere Geovoltaiksonden die Wechselspannung direkt aus der Tiefe der Erde liefern.Thermogeneratoren sind keinem Verschleiss ausgesetzt, sind lautlos und umweltfreundlich. Die Additivschaltung bietet zudem in der Sensorentechnik ein neues Feld von Applikationen mit höheren Empfindlichkeiten.

RZ-Thermogeneratoren nach der Additivmethode im thermisch geschlossenen Gehäuse, mit elektronisch geregeltem Luft-Wasserstoff-Gasgemisch und Brennstoffzufur, könnten einen Wirkungsgrad bei voller Leistung, von mehr als 80% erreichen. Es muss nur die Wärmemenge nachgeführ werden die ein thermisch nach aussen gut isoliertes Gehäuse an die Umgebung abgibt.Die Entwicklung neuer thermoelektrischer Materialien wie Siliziumkarbide, und auch halbleitende Kohlenstoff-Nanoröhrechen (CNT) mit physikalische Eigenschften die für den Einsatz in der Thermovoltaik (Hochtemperatur-ADD) geradezu prädestiniert sind, lässt für die Zukunft auf weit höheren Generatorleistungen (Faktor 10-15) hoffen. Der durch den Umwandlungsprozess gewonnene Gleichstrom wird mit einem speziellen Hochstrom-Wechselrichter in nutzbarer Wechselspannung erreicht.

Hochstrom-Wechselrichter

Neuartige hochstrom Bauelemente für die Elektronik- und Elektrobranche eröffnen neue Anwendungsgebiete in der Starkstromtechnik mit niedrigen elektrischen Spannungen. Ursprünglich für Thermogeneratoren entwickelt, zur Umwandlung sehr hoher Gleichströme reicht die Applikation von Wechselrichtern mit leistungsfähigen Schaltelementen auf Platinen mit Normraster, bis zu Anlagen für sehr hoher Stromdichte.

Ein speziell entwickelter Hochstrom-Leistungswechselrichter (DC/AC-Inverter) unkonventioneller Bauart, mit Leistungsbauelementen als Thyristorersatz, kann die Gleichspannung in Mehrphasenwechselspannung (Drehstromsimulator) umsetzen, Frequenz variabel bis 60Hz. Diese zukunftsorientierten Technologien sind als Investitionsofferte mit hoher Kapitalrentabilität im Angebot, Kooperation erwünscht. Weltpatent in Vorbereitung.

Rudolf Zölde | Innovative Technologien (RZ-IT)
Weitere Informationen:
http://www.eksom.com

Weitere Berichte zu: Additivmethode Thermoelement Thermogenerator

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Riesen-Drehmomentsensor aus der PTB bringt Präzision vom Labor in den Prüfstand
24.11.2017 | Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)

nachricht Licht ermöglicht „unmögliches“ n-Dotieren von organischen Halbleitern
23.11.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Metamaterial mit Dreheffekt

Mit 3D-Druckern für den Mikrobereich ist es Forschern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gelungen ein Metamaterial aus würfelförmigen Bausteinen zu schaffen, das auf Druckkräfte mit einer Rotation antwortet. Üblicherweise gelingt dies nur mit Hilfe einer Übersetzung wie zum Beispiel einer Kurbelwelle. Das ausgeklügelte Design aus Streben und Ringstrukturen, sowie die zu Grunde liegende Mathematik stellen die Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift Science vor.

„Übt man Kraft von oben auf einen Materialblock aus, dann deformiert sich dieser in unterschiedlicher Weise. Er kann sich ausbuchten, zusammenstauchen oder...

Im Focus: Proton-Rekord: Magnetisches Moment mit höchster Genauigkeit gemessen

Hochpräzise Messung des g-Faktors elf Mal genauer als bisher – Ergebnisse zeigen große Übereinstimmung zwischen Protonen und Antiprotonen

Das magnetische Moment eines einzelnen Protons ist unvorstellbar klein, aber es kann dennoch gemessen werden. Vor über zehn Jahren wurde für diese Messung der...

Im Focus: New proton record: Researchers measure magnetic moment with greatest possible precision

High-precision measurement of the g-factor eleven times more precise than before / Results indicate a strong similarity between protons and antiprotons

The magnetic moment of an individual proton is inconceivably small, but can still be quantified. The basis for undertaking this measurement was laid over ten...

Im Focus: Reibungswärme treibt hydrothermale Aktivität auf Enceladus an

Computersimulation zeigt, wie der Eismond Wasser in einem porösen Gesteinskern aufheizt

Wärme aus der Reibung von Gestein, ausgelöst durch starke Gezeitenkräfte, könnte der „Motor“ für die hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus sein....

Im Focus: Frictional Heat Powers Hydrothermal Activity on Enceladus

Computer simulation shows how the icy moon heats water in a porous rock core

Heat from the friction of rocks caused by tidal forces could be the “engine” for the hydrothermal activity on Saturn's moon Enceladus. This presupposes that...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mathematiker-Jahrestagung DMV + GDM: 5. bis 9. März 2018 an Uni Paderborn - Über 1.000 Teilnehmer

24.11.2017 | Veranstaltungen

Forschungsschwerpunkt „Smarte Systeme für Mensch und Maschine“ gegründet

24.11.2017 | Veranstaltungen

Schonender Hüftgelenkersatz bei jungen Patienten - Schlüssellochchirurgie und weniger Abrieb

24.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mathematiker-Jahrestagung DMV + GDM: 5. bis 9. März 2018 an Uni Paderborn - Über 1.000 Teilnehmer

24.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Maschinen über die eigene Handfläche steuern: Nachwuchspreis für Medieninformatik-Student

24.11.2017 | Förderungen Preise

Treibjagd in der Petrischale

24.11.2017 | Biowissenschaften Chemie