GreenTech-BG

Българският сайт за зелени технологии

Електричество от отпадна топлина

May 19, 2011

Милиарди долари се пилеят всяка година във вид на отпадна топлина от различни индустриални процеси. Тя ефективно може да бъде трансформирана в електричество последством технология, разработена в американската Oak Ridge National Laboratory.

Според Scott Hunter, ръководителят на екипа, високоефективният конвертор на отпадна топлина може да се използва при охлаждане на електронни устройства, фотоволтаични клетки, компютри и големи индустриални системи, като същевременно се генерира електричество. Новата технология има потенциала да доведе до огромни енергийни спестявяния.

50% от генерираното в Съединените щати електричество се пропилява като топлинни загуби. Така че оползотворяването на тези загуби има огромни възможности да спести пари на индустрията чрез повишаване на ефективността на производствата и да намали разходите за енергия, като междувременно спести отделянето на парникови газове.

Първоночално авторите на новото конвертиращо устройство считат, че то ще има приложение за охлаждането на високопроизводителни компютърни чипове, с което ще реши един голям проблем на производителите на супер-компютри. Тези мощни машини отделят огромни количества топлина, която трябва да бъде отведена и колкото по-ефективно е нейното отвеждане, толкова по-добре работят те. Ако част от тази топлина се преобразува отново в електричество, това е добре дошло за техните собственици.

Екипът на Hunter използва конзолни структури, които имат размер около един квадратен милиметър. Около 1000 такива конвертори могат да бъдат прикрепени върху площ от 1 квадратен инч от компютърен чип, фотоволтаична клетка или друго устройство, което генерира топлина. Въпреки че един такъв конвертор генерира малко – от 1 до 10 миливата – използването на пакети от тях може да генерира значително количество електричество, с което да бъдат захранени различни сензорни системи, или пък да подпомогне активното охлаждане, като намали разходите за него.

В основата на конверторите стои пироелектричния ефект, който се дължи на пироелектричните материали. Някои от тези материали са познати от векове. Първите опити да се използват за генериране на електричество датират от няколко десетилетия, но поради ниската ефективност на процеса – от 1 до 5% – те са били изоставени.

Но екипът на Hunter счита, че с използването на конзолни конвертори, които имат бърза реакция, може да се постигне ефективност на процеса от 10 до 30%, в зависимост от отделяната топлина. Освен това те са лесни за изработване чрез стандартни процеси в полупроводниковата индустрия.

„Бързият процес на топлоотдаване в пироелектричния материал е ключов за ефективността на преобразуване и генерираното електричество.“ – смятат от екипа на ORNL. Конверторите могат да генерират електричество от топлинни потоци с температурен градиент от няколко градуса до няколкостотин градуса.

В конвертиращото устройство се съдържа пироелектрична структура, която при нагряване или охлаждане генерира електричество. Конзолите са прикрепени към котва, която е фиксирана към елемент, който генерира отпадна топлина. Когато този елемент се нагрее, той нагрява и конзолата, която се огъва подобно на биметалните пластини, използвани в различни терморелета.

Краят на горещата конзола се допира до студена повърхност – „heat sink“, където бързо загубва своята топлина, което води до връщане на конзолата в изходното и положение в контакт с горещата повърхност. Тя отново се загрява и така процеса се повтаря отначало. Осцилирането на конзолата продължава, докато има разлика в температурата на двете повърхности.

По материали от: http://www.eurekalert.org/pub_releases/2011-05/drnl-oeh051611.php

Био на автора: Севдалина Пеева:
Публикувам в Greentech-BG от февруари 2008 с фокус зелени технологии и иновативни решения, които ще помогнат да живеем в един по-чист свят.

  1. atanas
    20 May 11
    12:16 pm

    Изречението “50% от генерираното в Съединените щати електричество се пропилява като топлинни загуби.“ означава че за “парниковият ефект“ допринасят не само СО2 и СН4.Топлата вода от АЕЦ и топлината от фотоволтаици също са парников ефект и ако щете вентилатора на лаптопа ми също затопля въздуха.
    Иначе ако тази технология стане ще е добре и за фотоволтаика за да се “хваща“ топлината за електричество.

  2. Драгомир
    25 May 11
    8:22 am

    А като говорим за инсталиране на чипове, то трябва да отбележим и едно друго изобретение. Изчислителни компоненти, работещи не с електричество, а с топлина. За съжаление не могат да намеря интернет страницата, за да покажа.

  3. Joro
    25 May 11
    12:57 pm

    Знам за какво говориш, но силно се съмнявам в ефективността му. Има такъв „диод“. А транзистор направили ли са? И колко бързо ще работи? А и ние продуцираме доста отпадна топлина

  4. Joro
    25 May 11
    1:57 pm

    Драгомир,

    явно има топлинен транзистор.

    Виждам , че тази тема ти е интересна, аз пък си направих труда да ровна и ето какво излезе:
    http://www.cse.nus.edu.sg/com_science/story/jpsj-77-054402-2008-lo-wang-li.pdf
    http://spectrum.ieee.org/biomedical/devices/thermal-transistor-the-worlds-tiniest-refrigerator

    Има и още но не така подробни

  5. Tonchev
    25 May 11
    4:22 pm

    Има начини да се генерира електричество от отпадна топлина. Но засега е скъпо. Още повече, че от топлината може да се оползотворява директно в когенератори и три генерагори.

    даже и слънчеви

  6. atanas
    25 May 11
    10:13 pm

    Хора става въпрос за затопляне на Земята и “50% от генерираното в Съединените щати електричество се пропилява като топлинни загуби.“ – означава че тези 50% са парников ефект освен газовете от протокола на Киото.Парников ефект е топлата вода от охлаждането на “Козлудуй“ и фотоволтаика ако щете ако не затопля вода и т.н.

  7. Ангел
    26 May 11
    8:54 am

    Думата „ефективно“ е използвана много често в подобни спекулации. Има подобни утройства. Но проблема с тях е още по-голям от колкото с фотоволтаиците. През живота си те биха произвели много по-малко енергия от колкото е нужна за тяхното производство. Така че за момента тази идея е налудничава както и идеята за инсталиране на пиезокристали по тротоарите за да произвеждали електричество от ходещите хора. 🙂

Добавете коментар

XHTML: You can use these tags: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>