Ряд исследователей и производителей, занимающихся вопросом технологии утилизации отработанного тепла, предлагают преобразовывать энергию горячих выхлопных газов в электричество с помощью элементов Пельтье. Уже ведется разработка подобных термоэлектрических генераторов (ТЭГ). Ученые считают, что применение термомодулей (Thermoelectric modules http://www.crystalltherm.com/production/termoelektricheskie-moduli/) поможет не только получить дополнительную электроэнергию, но и уменьшить загрязнение окружающей среды, так как охлажденный газ легче утилизировать.
Конструкция нового ТЭМ
Существенной проблемой для разработчиков стало влияние формы поверхности термомодулей на характеристики выработки электроэнергии. Во время расчетов конструкции и проведенных исследований было выявлено, что наилучшим вариантом является построение модулей с плоской поверхностью, на которой имеется ребро в виде плавника.
Поэтому, для экспериментальных целей был построен ТЭГ на основе термоэлектрических модулей (ТЭМ) с ребрами в форме этих рыбьих отростков. Для изготовленных генераторов (обычного без ребер и нового на основе термомодулей с плавниками) в условиях подачи на вход горячего газа с температурой от 200-500 °С были проведены испытания.
Сравнивались следующие характеристики:
- выработка электроэнергии, включая выходное напряжение и мощность;
- эффективность преобразования;
- перепад давления.
Результаты показали, что ТЭМ с ребрами в форме плавников имеет лучшие характеристики по сравнению с обычными модулями:
- увеличение напряжения до 30,7 В;
- повышение выходной мощности на 17,54 Вт;
- эффективность преобразования стала больше на 3,68%
Однако среднее падение давления для ТЭМ с плавниками было на 3,65 Па выше, чем у модулей без подобных ребер. Это исследование показало, что конструкция термомодулей подобной формы более эффективна для преобразования тепла в электроэнергию.
Дата: 23.09.2019.