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 Kompakte Rangierfelder für RJ45-Module
25.09.2017 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co.KG

nachricht Sicherungsklemmen für unterschiedliche Einsatzgebiete
18.09.2017 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co.KG

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: LaserTAB: Effizientere und präzisere Kontakte dank Roboter-Kollaboration

Auf der diesjährigen productronica in München stellt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT das Laser-Based Tape-Automated Bonding, kurz LaserTAB, vor: Die Aachener Experten zeigen, wie sich dank neuer Optik und Roboter-Unterstützung Batteriezellen und Leistungselektronik effizienter und präziser als bisher lasermikroschweißen lassen.

Auf eine geschickte Kombination von Roboter-Einsatz, Laserscanner mit selbstentwickelter neuer Optik und Prozessüberwachung setzt das Fraunhofer ILT aus Aachen.

Im Focus: LaserTAB: More efficient and precise contacts thanks to human-robot collaboration

At the productronica trade fair in Munich this November, the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT will be presenting Laser-Based Tape-Automated Bonding, LaserTAB for short. The experts from Aachen will be demonstrating how new battery cells and power electronics can be micro-welded more efficiently and precisely than ever before thanks to new optics and robot support.

Fraunhofer ILT from Aachen relies on a clever combination of robotics and a laser scanner with new optics as well as process monitoring, which it has developed...

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Legionellen? Nein danke!

25.09.2017 | Veranstaltungen

Posterblitz und neue Planeten

25.09.2017 | Veranstaltungen

Hochschule Karlsruhe richtet internationale Konferenz mit Schwerpunkt Informatik aus

25.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Legionellen? Nein danke!

25.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Hochvolt-Lösungen für die nächste Fahrzeuggeneration!

25.09.2017 | Seminare Workshops

Seminar zum 3D-Drucken am Direct Manufacturing Center am

25.09.2017 | Seminare Workshops