Aký je potenciál integrácie termoelektrických generátorov (TEG) na ohrievacie platne na spätné získavanie odpadového tepla ako elektriny?

Zadná strana ohrievacej platne je teplá aj s izoláciou. Takéto teplo nízkej{1}}triedy má vo všeobecnosti príliš nízku teplotu na to, aby sa dalo využiť na poskytovanie mechanickej energie, ale termoelektrické generátory (TEG) môžu priamo premeniť akýkoľvek teplotný rozdiel na elektrinu, ktorá by sa dala použiť na napájanie bezdrôtových senzorov alebo indikátorov LED.

Termoelektrická generácia: Seebeckov efekt
Termoelektrické generátory využívajú Seebeckov efekt, kde teplotný rozdiel medzi dvoma rôznymi vodičmi spôsobuje malý elektrický potenciál. Modul TEG je možné vložiť do systému vyhrievacej platne medzi horúci povrch (zadná strana platne) a chladiaci drez (okolitý vzduch alebo vodou chladená platňa). Elektróny budú prúdiť z vyhrievanej strany na chladnejšiu stranu a generovať jednosmerné napätie (DC) úmerné teplotnému rozdielu.

Aplikácie vyhrievacích platní
Ak je pole TEG nainštalované na chladnejšiu zadnú stranu vyhrievacej platne v priemyselnom kontexte, môže byť schopné zhromaždiť dostatok energie na napájanie zariadení s nízkou spotrebou energie-, ako sú bezdrôtové teplotné senzory alebo indikátory LED. To by znamenalo, že takéto zariadenia by už nevyžadovali batérie ani veľa drôtov, čo je veľmi v súlade s nastupujúcim trendom priemyselných aplikácií internetu vecí (IoT). Bezdrôtové teplotné snímače môžu napríklad nepretržite monitorovať stav vykurovacích platní a prenášať údaje do riadiacich systémov bez potreby výmeny batérie alebo zložitého zapojenia.

Termoelektrické generátory sú špecializovanou aplikáciou, ktorá poskytuje -možnosti s vlastným napájaním na snímanie a monitorovanie, čo je veľmi dôležité v oblastiach, kde je potrebné minimalizovať prestoje a údržbu. Táto metóda získavania energie môže byť užitočná najmä v aplikáciách, kde sú potrebné údaje v-reálnom čase, ale kde by elektroinštalácia alebo zdroje energie boli príliš nedostupné.

Praktické obmedzenia TEG
Pri termoelektrických generátoroch však existuje niekoľko limitov. Účinnosť TEG je relatívne nízka, často sa pohybuje od 2-5 percent, čo znamená, že len malá časť tepelnej energie sa premení na elektrinu. V prípade vyhrievacej platne môže teplotný rozdiel medzi vyhrievanou zadnou stranou platne (v rozsahu 50-100 stupňov) a okolitým vzduchom alebo vodou chladeným povrchom poskytnúť teplotný gradient len ​​50-100 K. Takýto malý teplotný rozdiel obmedzuje, koľko energie môžu TEG vyrobiť.

Elektrický výkon modulov TEG je často v rozsahu od miliwattov do niekoľkých-wattov v závislosti od veľkosti modulu a teplotného rozdielu. Z hľadiska celkovej rekuperácie tepla to nie je veľká úspora energie, ale postačuje pre nízkoenergetické aplikácie, ako sú bezdrôtové senzory s minimálnou spotrebou energie.

TEG tiež zvyšujú zložitosť a náklady systému. Efektívny teplotný gradient sa musí vytvoriť starostlivým výberom a umiestnením modulov. Integrácia TEG do existujúceho systému vykurovacej platne musí byť starostlivo naplánovaná, aby nebola narušená primárna funkcia platne.

Technické hľadiská
Moduly TEG sú polovodičovou elektronikou bez pohyblivých častí, vďaka čomu sú vysoko spoľahlivé po dlhú dobu prevádzky. Samy neprodukujú veľa tepla, takže môžu efektívne pracovať v najrôznejších podmienkach. Kvôli obmedzenému výkonu TEG sú najvhodnejšie pre situácie, kde je potrebné malé množstvo energie, a nie na napájanie väčších zariadení alebo strojov.

V súhrne
Použitie termoelektrických generátorov na ohrievacích platniach na rekuperáciu odpadového tepla je nová technika s prísľubom pre vlastné -snímanie s vlastným pohonom, a nie pre rekuperáciu energie vo veľkom-meradle. Vygenerovaná energia sa môže použiť na napájanie bezdrôtových senzorov a monitorovacích zariadení, čím sa znížia požiadavky na externé zdroje napájania a výmenu batérií.

TEG na vykurovacích platniach nemusia poskytovať veľké úspory, pokiaľ ide o celkové získavanie energie, ale sú krokom k vízii inteligentnej továrne, kde môžu zariadenia bežať autonómne poháňané teplom, ktoré majú zvládnuť. Zber energie je novo vznikajúcou témou, ktorá dopĺňa programy energetickej účinnosti a je sľubným smerom pre priemyselné aplikácie internetu vecí.