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Marktchance: Abwärme nutzen

03.06.2009
Ungenutzte Abwärme wie die Körpertemperatur lässt sich mit thermoelektrischen Generatoren in elektrischen Strom verwandeln. Das erhöht die Effizienz von Prozessen und ermöglicht energieautarke Systeme. Beides verspricht große Marktchancen.

Mehr als 400 Experten diskutieren darüber in Freiburg (Brg.) vom 26. bis 30. Juli 2009 auf der 28th International Conference on Thermoelectrics.

Mehr als 60 Prozent der insgesamt verbrauchten fossilen Primärenergie verpuffen laut einer Studie des Lawrence Livermore National Laboratory ungenutzt als Wärmeenergie. Thermoelektrische Generatoren (TE-Generatoren) sind in der Lage, den als Wärme verlorenen Energieanteil z.B. in Feuerungsanlagen, in industriellen Prozessen und besonders im Automobil zumindest teilweise zu verwerten und in elektrischen Strom umzuwandeln.

Dass dies funktioniert, beweisen TE-Generatoren im Weltraum, wo sie schon seit Jahrzehnten als äußerst zuverlässige Energielieferanten für Sonden und Satelliten arbeiten - emissionslos, geräuschlos und vibrationsfrei.

Energieautarke Systeme
Kommerziell erhältliche thermoelektrisch betriebene Uhren zeigen, dass bereits die Differenz zwischen Körper- und Raumtemperatur zum Betrieb elektronischer Geräte mit niedrigem Verbrauch ausreicht. Mit solch geringen Temperaturgefällen, ganz gleich aus welcher Quelle sie stammen, können TE-Generatoren beispielsweise die Stromversorgung autarker Sensornetzwerke gewährleisten. So sollen sie zukünftig Batterien oder Akkus, deren Laufzeiten für viele Sensortypen nicht ausreichen, überflüssig machen. Die erzeugte Energie reicht völlig aus, um nicht nur den Sensor zu betreiben, sondern auch drahtlos Messdaten zu übertragen. Netzunabhängige Sensorsysteme sind vielfältig einsetzbar: Body Sensor Networks und medizinische Sensoren könnten zukünftig kabellos bestimmte Körperfunktionen überwachen; Sensoren übernehmen die Steuerung von Servicefunktionen im Transportwesen oder melden Materialermüdung, beispielsweise bei Flugzeugen. Eine Studie der Unternehmensberatung Frost & Sullivan ("Advances in Energy Harvesting Technologies", Sept. 2007) geht von einer führenden Rolle der Thermoelektrik in der energieautarken Sensorik aus.
Beste Marktchancen
Die Industrie hat das Potenzial der Thermoelektrik als wichtige Technologie für höhere Energieeffizienz längst entdeckt. Bei einer weiteren Verbesserung der thermoelektrischen Materialien ist mit einer Verzehnfachung des heutigen Marktes zu rechnen. Nicht zuletzt deshalb investieren vor allem Länder wie die USA, China und Japan derzeit massiv in die Forschung. Neue nanotechnologische Ansätze haben in den vergangenen Jahren zu einer deutlichen Verbesserung in der Materialgüte geführt. Als führende Nation bei den erneuerbaren Energien unternimmt auch Deutschland große Anstrengungen, um weiterhin vorne mitzuspielen: Beispielsweise wurden am Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM in Freiburg erstmalig miniaturisierte, Wafer-basierte Dünnschicht-Thermoelektrik-Generatoren entwickelt, die die Firma Micropelt jetzt vermarktet.
Konferenz in Freiburg
Als Zeichen der Wertschätzung durch die internationale Thermoelektrik-Community treffen sich Experten aus aller Welt in diesem Jahr in Freiburg zur weltweit wichtigsten Thermoelektrik-Veranstaltung. Über 400 Experten aus Industrie und Forschung diskutieren vom 26. bis 30. Juli 2009 auf der 28th International Conference on Thermoelectrics, tauschen Forschungsergebnisse aus und erörtern gemeinsam die Marktchancen der Technologie. Weitere Informationen unter http://www.ict2009.its.org
Hintergrund:
Das Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM entwickelt und realisiert optische Sensor- und Belichtungssysteme sowie funktionale Materialien. Bei den Systemen sind Optik, Mechanik, Elektronik und Software ideal aufeinander abgestimmt. Die Lösungen sind besonders robust ausgelegt und jeweils individuell auf die Bedingungen am Einsatzort zugeschnitten. Auf dem Gebiet der Thermoelektrik ist das Institut international mitführend in Materialforschung, Simulation und Aufbau von Systemen.

Holger Kock | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.ipm.fraunhofer.de
http://www.ict2009.its.org

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