Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Thermogeneratoren und Kühlung für leistungselektronische Anwendungen

09.01.2004


Im Rahmen des Forschung und Entwicklung-Förderprogramms "Mathematik für Innovationen und Dienstleistungen" hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung das vom Augsburger Mathematiker Prof. Dr. Ronald H. W. Hoppe (Lehrstuhl für Angewandte Analysis mit Schwerpunkt Numerische Mathematik) beantragte Projekt "Thermogeneratoren und Kühlung für leistungselektronische Anwendungen" genehmigt. Das Projekt startet am 1. April 2004 und wird auf drei Jahre mit insgesamt 182.559 Euro gefördert.



Das Ziel dieses Forschungsvorhabens, das von Hoppe in Kooperation mit dem Lehrstuhl für Technische Elektrophysik der TU München (Prof. Dr. G. Wachutka) und der Siemens AG durchgeführt, umfasst die Entwicklung physikalisch konsistenter mathematischer Modelle und numerischer Simulationswerkzeuge als Grundlage für eine optimale Auslegung kostengünstiger, effizienter und umweltverträglicher thermoelektrischer Generatoren einerseits und innovativer Kühlungssysteme für Anwendungen in der Hochleistungselektronik andererseits.



Rückgewinnung von Abfallwärme

Thermoelektrische Bauteile und Systeme zur Gewinnung elektrischer Energie aus Wärme basieren auf dem Seebeck-Effekt und werden als Seebeck-Elemente bzw. Thermogeneratoren bezeichnet. Obwohl der Seebeck-Effekt schon seit Langem bekannt ist, werden Seebeck-Elemente in den technologischen Anwendungen wegen der noch vergleichsweise hohen Kosten zur Herstellung der zugrunde liegenden Halbleiterbauelemente bisher vorwiegend in der Raumfahrt eingesetzt. Andererseits besteht auf industrieller Seite in Anbetracht der Notwendigkeit der Bereitstellung energiesparender und umweltschonender Produkte ein zunehmender Bedarf an der Entwicklung und Produktion von thermoelektrischen Bauelementen und an deren Integration in elektronische Systeme. Vorrangig ist dabei die Rückgewinnung von Energie aus Abfallwärme zu nennen, die bei mit fossilen Brennstoffen betriebenen Turbinen oder Verbrennungsmotoren anfällt. So können Thermoelemente als elektrische Generatoren in automobilen Katalysatoren verwendet und zur autarken Energieversorgung anderer automobiler Regelungssysteme (z. B. Klimaanlage) herangezogen werden, was den Batteriebedarf signifikant reduziert.

Wärmetausch-basierte Kühlsysteme

Andererseits stellt sich bei einer Vielzahl von schaltbaren Bauteilen der Hochleistungselektronik aufgrund von Schaltverlustleistungen das Problem der Selbstaufheizung, so dass zur Vermeidung von mechanischen Schädigungen durch Thermospannungen eine geeignete Kühlung in Gestalt von Kühlsystemen bereitgestellt werden muss, die auf dem Prinzip des Wärmeaustausches basierenden. Hierfür kommen sowohl Techniken wie passive Kühlung durch Wärmerohre oder Heisswasserkühlung bei natürlicher und forcierter Konvektion in Frage wie auch auf siedenden Flüssigkeiten mit Phasenwechsel ("Blasensieden") basierende Kühlmechanismen.

Eine der Hauptanwendungen liegt wiederum im Bereich der automobilen Elektronik, wobei die kontemporären Technologien aufgrund elektronischer Bremskraftverstärker, Servolenkungen und aktiver Aufhängungs- und Schwingungsdämpfungssysteme durch einen erhöhten Bedarf an elektrischer Energie gekennzeichnet sind. Für Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb sind kompaktere elektrische Antriebe vonnöten, wohingegen sich bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren z. B. ein elektronisch gesteuerter Anlassgenerator als kraftstoffsparend und CO2-emissionsmindernd auswirken würde.


KONTAKT UND WEITERE INFORMATIONEN:
Prof. Dr. Ronald H. W. Hoppe
Lehrstuhl für Angewandte Analysis mit Schwerpunkt Numerische Mathematik
Universität Augsburg
86135 Augsburg
Telefon +49-821-598-2194
Fax +49-821-598-2339
hoppe@math.uni-augsburg.de

Klaus P. Prem | idw

Weitere Berichte zu: Antrieb Mathematik Thermogenerator

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Red Dot Design Award für die dormakaba 360°City App
09.12.2016 | Kaba GmbH

nachricht Zweimal Gold beim Architects’ Darling Award 2016 für dormakaba
28.11.2016 | Kaba GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: How gut bacteria can make us ill

HZI researchers decipher infection mechanisms of Yersinia and immune responses of the host

Yersiniae cause severe intestinal infections. Studies using Yersinia pseudotuberculosis as a model organism aim to elucidate the infection mechanisms of these...

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Im Focus: Studying fundamental particles in materials

Laser-driving of semimetals allows creating novel quasiparticle states within condensed matter systems and switching between different states on ultrafast time scales

Studying properties of fundamental particles in condensed matter systems is a promising approach to quantum field theory. Quasiparticles offer the opportunity...

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Geothermie: Den Sommer im Winter ernten

18.01.2017 | Energie und Elektrotechnik

Kompositmaterial für die Wasseraufbereitung

18.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Brain-Computer-Interface: Wenn der Computer uns intuitiv versteht

18.01.2017 | Informationstechnologie