Generatory termoelektryczne TEG w napędach hybrydowych
Transkrypt
Generatory termoelektryczne TEG w napędach hybrydowych
Inicjatywa Zielone Samochody 2009 WyŜsza sprawność dzięki lepszemu wykorzystaniu energii: Optymalizacja warunków pracy silnika spalinowego Odzysk energii podczas hamowania Wyłączanie silnika w gdy pojazd jest zatrzymany (system start-stop) Odzysk odpadowej energii cieplnej Inicjatywa Zielone Samochody 2009 Motywacja ciepło spalania paliwa 370 kW 100% silnik 126 kW h = 35% 35% 32% 33% układ chłodzenia 124 kW Tmax = 90°C układ wylotowy 120 kW! Tmax = 700°C Przy sprawności 10 % sprawności generatora TEG moŜliwy odzysk do 12 kW energii elektrycznej. Efekt termoelektryczny Seebecka źródło ciepła prąd Th gorące złącze α<0 α>0 zimne złącze Tc odprowadzenie ciepła Moduł termoelektryczny do generatorów TEG materiały termoelektryczne odbiornik energii Inicjatywa Zielone Samochody 2009 Materiały: stopy Bi2Te3, Sb2Te3 Napięcie : 6 - 20 V Moc: 14-20 W Zakres pracy: do 280°C katalizator silnik spalinowy TEG silnik elektryczny bateria akumulatorów Inicjatywa Zielone Samochody 2009 tłumik •Radioizotopowe generatory - Apollo, Voyager (1, 2); Galileo, Ulisses inne. Schemat generatora GPHS - RTG (300 W) Zalety: •brak części ruchomych •mała masa •niewielkie gabaryty •wysoka trwałość i niezawodność > 25 lat •bezobsługowa praca Inicjatywa Zielone Samochody 2009 •Nissan •Toyota •Ford •General Electric •Peugeot •VW & BMW (600 W, 2008) •Honda •Hi-Z (1kW, 1999) Prototypowy generator (1kW) wykorzystujący ciepło z silnika Diesla Hi-Z Co. 1999, Arizona, USA Inicjatywa Zielone Samochody 2009 •PrestiŜowa nagroda ÖkoGlobe 2008 •WdroŜenie do produkcji w 2014 r. • Sprawność 5% Generator termoelektryczny TEG „..Z pomocą NASA i zaawansowanej technologii green cars BMW posuwa się w kierunku ich nowej, drugiej generacji samochodów Efficient Dynamics...” Dyrektor działu projektowego BMW Klaus Draeger dla Car Magazine (2008) Inicjatywa Zielone Samochody 2009 Silnik 1,3 JTD z zainstalowanym prototypowym generatorem termoelektrycznym TEG o mocy 50 W Wojciechowski K., Bućko M. , Obłąkowski J., patent PL 199293 B1, z dnia 30.09.2008 Wojciechowski K.T. , M.M. Bućko, J. Obłąkowski, P. Fuć , J. Merkisz, , Proc ICT'06. 25th Int. Conf. on Thermoelectrics 2006, Piscataway, NJ, USA, pp.706-800. Merkisz J. , P. Fuć, P. Lijewski, K. Wojciechowski, R. Zybała, Proc. of 9th Asia-Pacific Intern. Symp. on Combust. Energy Util., Beijing, November 02-06, 2008,, World Publ. Corp., Beijing, China 2008, 439-444 Inicjatywa Zielone Samochody 2009 •Poprawa ekologicznych właściwości spalinowych zespołów napędowych z zastosowaniem generatorów termoelektrycznych, (projekt MNiSW Nr 4 T12D 025 30) AGH, 2007 •Investigation of novel composite materials to be used as components of thermoelectric generators for the conversion of renewable energy AGH, PL 0089–SGE, 2007-2010 Cel badań: sprawność η > 10% 1000 900 p -leg n - leg CoSb2.9Te0.1 CeFe3CoSb12 700 400 300 Zn4Sb3 PbTe 800 Temperatura [K] Temperatura [K] 900 700 CoSb2.9Te0.1 CeFe3CoSb12 600 PbTe Zn4Sb3 500 400 Sb1.5Bi0.5Te3 Bi2Te2.9Se0.1 p n Sb1.5Bi0.5Te3 Bi2Te2.9Se0.1 300 200 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 odległość distance along the leg 1.0 1.2 Potencjalne korzyści z zastosowania generatorów TEG w napędach hybrydowych: • wykorzystanie odpadowej energii cieplnej silnika spalinowego • zwiększenie sprawności układu napędowego o ok. 10% • zmniejszenie zuŜycia paliwa • wysoka trwałość • niezawodność • zaawansowany stan technologiczny Kontakt: Dr inŜ. Krzysztof T. Wojciechowski Akademia Górniczo-Hutnicza Wydział InŜynierii Materiałowej i Ceramiki Al. Mickiewicza 30, 30-059, Kraków Tel: 012-617-3442 e-mail: [email protected] web: http://home.agh.edu.pl/~tml/ Inicjatywa Zielone Samochody 2009