DE202010014389U1 - Apparatus for generating thermoelectric power - Google Patents
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- H10N10/17—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the structure or configuration of the cell or thermocouple forming the device
Abstract
Vorrichtung zur Erzeugung von thermoelektrischem Strom, umfassend mindestens eine Verbundplatte (7, 11, 21), die von zwei Metallplatten (1, 3) und einer Schicht aus Füllmaterial (2) als Bindemittel gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (1) die Warmseite und die Platte (3) die Kaltseite bildet und beide Platten (1, 3) aus unterschiedlichen Metalllegierungen bestehen, und das Füllmaterial (2) ein Schaum ist.Device for generating thermoelectric power, comprising at least one composite plate (7, 11, 21) formed by two metal plates (1, 3) and a layer of filling material (2) as binder, characterized in that the plate (1) the hot side and the plate (3) forms the cold side, and both plates (1, 3) consist of different metal alloys, and the filling material (2) is a foam.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von thermoelektrischem Strom, umfassend mindestens eine Verbundplatte, die von zwei Metallplatten und einer Schicht aus Füllmaterial als Bindemittel gebildet ist.The The invention relates to a device for generating thermoelectric Electricity comprising at least one composite panel made of two metal plates and a layer of filler material is formed as a binder.
Zur
Gewinnung von Strom durch Wärme
entdeckte Thomas Johann Seebeck 1821 den so genannten Seebeck-Effekt.
Der Seebeck-Effekt beschreibt die Ladungsträger unter dem Einfluss eines Temperaturunterschiedes,
die sich neu gruppieren. Durch die Neuordnung entsteht an den Kontaktstellen
zweier Metalle eine elektrische Spannung, wenn zwischen den Kontakten
ein Temperaturgefälle herrscht.
Die Spannung ist positiv, wenn der Strom von der kalten zur warmen
Kontaktstelle fließt.
Sie ergibt sich zu
Wobei ΔT die Temperaturdifferenz zwischen den Leiterenden (Kelvin) ist und α den Seebeck-Koeffizienten in Volt/Kelvin bezeichnet (auch „Thermokraft” genannt).Where ΔT is the temperature difference between the conductor ends (Kelvin) and α is the Seebeck coefficient in Volt / Kelvin (also called "Thermokraft").
Dieses
Phänomen
findet in verschiedenen technischen Bereichen Anwendung, beispielsweise bei
thermoelektrischen Generatoren (TEGs). Solche TEGs bestehen im Wesentlichen
aus NiCr und CuCr Platten, die aneinander gereiht werden, mit einem Wirkungsgrad η zwischen
3% und 8% und Thermokraft α von
ca. 0,1 V/K. Ihre Güteziffer
Z beträgt
bestenfalls zurzeit ca. eins und ergibt sich aus
- k
- = Kappa ist die thermische Leitfähigkeit des Leiters (W/(K × m)).
- P
- = Rho ist der spezifische Widerstand ((m × V)/A).
- σ
- = Sigma ist die elektrische Leitfähigkeit des Leiters (A/(V × m)).
- k
- = Kappa is the thermal conductivity of the conductor (W / (K × m)).
- P
- = Rho is the resistivity ((m × V) / A).
- σ
- Sigma is the electrical conductivity of the conductor (A / (V × m)).
Durch ihren niedrigen Wirkungsgrad und ihre hohen Herstellungskosten sind herkömmliche TEGs derzeit unwirtschaftlich, und ihr Einsatz blieb bisher lediglich auf wenige Bereiche beschränkt. Um eine bessere Güteziffer zu erreichen, wird derzeit weltweit an TEGs mit Nanostrukturen geforscht, was jedoch sehr aufwendig und damit teuer ist.By their low efficiency and their high production costs conventional TEGs are currently uneconomic, and their use has been limited limited to a few areas. To get a better figure of merit is currently being researched worldwide for TEGs with nanostructures, which is very expensive and therefore expensive.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erzeugung von thermoelektrischem Strom mit höherer Güteziffer und niedrigen Herstellungskosten zu schaffen. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die erste Platte die Warmseite und die zweite Platte die Kaltseite bildet, und beide Platten aus unterschiedlichen Metalllegierungen bestehen, und das Füllmaterial ein Schaum ist.Here The invention aims to remedy this. The invention is the task underlying, a device for generating thermoelectric Electricity with higher figure of merit and low manufacturing costs. According to the invention this task is solved by that the first plate is the hot side and the second plate is the cold side forms, and both plates of different metal alloys exist, and the filler a foam is.
Mit der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von thermoelektrischem Strom geschaffen, welche in der Lage ist, mit einem im Verhältnis zu heutigen Anlagen hohen Wirkungsgrad Strom zu erzeugen. Durch die Verwendung von zwei Metallplatten aus zwei verschiedenen Legierungen sowie die Verwendung von Siliziumschaum als Bindemittel ist gewährleistet, dass die aufgenommene Wärme durch die Metallplatte an der warmen Seite nicht an die Metallplatte an der kalten Seite abgegeben wird. Der Schaum bildet eine hohe thermische Isolierwirkung mit gewisser elektrischer Leitfähigkeit, so dass ein hoher Temperaturunterschied zwischen den beiden Metallplatten vorliegt. Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Metallpatte der warmen Seite angewärmt und bildet den warmen Bereich des elektrischen Leiters, während die Metallplatte der kalten Seite kalt bleibt und den kalten Bereich des elektrischen Leiters bildet. Ab einem Temperaturunterschied von ΔT > 10 Kelvin ist eine elektrische Gleichspannung zwischen den beiden Metallplatten messbar. Die warme Metallplatte bildet dabei den Pluspol, während die kalte Metallplatte den Minuspol bildet.With The invention relates to a device for generating thermoelectric Created electricity that is capable of having one in relation to today Plants generate high efficiency electricity. By use of two metal plates of two different alloys as well the use of silicon foam as a binder is ensured that the heat absorbed by Do not touch the metal plate on the warm side to the metal plate the cold side is discharged. The foam forms a high thermal Insulating effect with a certain electrical conductivity, so that a high Temperature difference between the two metal plates is present. When using the device according to the invention, the metal plate of the warm side warmed up and forms the warm area of the electrical conductor while the Cold side metal plate stays cold and the cold area of the electrical conductor forms. From a temperature difference of ΔT> 10 Kelvin is one electrical DC voltage between the two metal plates measurable. The warm metal plate forms the positive pole, while the cold metal plate forms the negative pole.
Vorteilhaft ist das Füllmaterial als Bindemittel zwischen den beiden Metallplatten Siliziumschaum. Hierdurch weist die Verbundplatte eine niedrige Dichte und zudem eine erhöhte Stabilität auf. Dadurch ist sie unter anderem als Fassadenelement einsetzbar.Advantageous is the filling material as a binder between the two metal plates silicon foam. hereby the composite panel has a low density and also increased stability. Thereby Is it used among other things as a facade element.
Die einzelnen Verbundplatten können untereinander sowohl parallel als auch in Reihe geschaltet werden.The individual composite panels can be connected to each other both in parallel and in series.
Andere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:Other Further developments and refinements of the invention are specified in the remaining subclaims. An embodiment The invention is illustrated in the drawing and will be described below described in detail. Show it:
Die
Vorrichtung zur Erzeugung von thermoelektrischem Strom umfasst mindestens
eine Verbundplatte, wie sie schematisch in
Die
Metallplatten
In
Die
Befestigung der Verbundplatten
Da
bei der Vorrichtung nach
In
Bei
der Vorrichtung nach den
Bei
der Vorrichtung nach
Im Rahmen von Untersuchungen hat sich herausgestellt, dass sowohl in Bezug auf die Herstellbarkeit als auch in Bezug auf die Anwendbarkeit beim Anbringen der Elemente eine Größe der Verbundplatten von ca. 20 cm × 30 cm als besonders vorteilhaft erwiesen hat. Diese Größe der Verbundplatten ist technisch mit relativ geringem Aufwand herstellbar. Zudem ist beim Anbringen der Verbundplatten insbesondere an Gebäuden zur Erstellung der Fassadenelemente die Handhabbarkeit wesentlich erleichtert.in the Research has shown that both in Regarding manufacturability as well as applicability when attaching the elements a size of the composite panels of approx. 20 cm × 30 cm has proved to be particularly advantageous. This size of composite panels is technically produced with relatively little effort. In addition, at Attaching the composite panels, especially on buildings to create the facade elements the handling much easier.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist grundsätzlich viele Einsatzmöglichkeiten verwendbar. Eine besonders ausgeprägte Stromerzeugung kann jedoch insbesondere in sehr warmen und sonnenreichen Gebieten erzielt werden. Die Elemente können unter anderem an kleinen Gebäuden wie beispielsweise Einfamilienhäusern oder mehrstöckigen Wohnhäusern als auch an Hochhäusern als durchgehende Fassadenelemente Anwendung finden. Auch bei der Verwendung in Sonnenkollektoren oder Wärmetauschern sind der Größe der Anlagen keine Grenzen gesetzt.The inventive device is basically many uses usable. However, a particularly pronounced power generation can especially in very warm and sunny areas. The elements can be under other things in small buildings such as single-family homes or multi-storey residential buildings as also on skyscrapers be used as a continuous facade elements application. Also at the Use in solar panels or heat exchangers are the size of the equipment no limits.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202010014389U DE202010014389U1 (en) | 2010-10-19 | 2010-10-19 | Apparatus for generating thermoelectric power |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202010014389U DE202010014389U1 (en) | 2010-10-19 | 2010-10-19 | Apparatus for generating thermoelectric power |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE202010014389U1 true DE202010014389U1 (en) | 2010-12-23 |
Family
ID=43384376
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE202010014389U Expired - Lifetime DE202010014389U1 (en) | 2010-10-19 | 2010-10-19 | Apparatus for generating thermoelectric power |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE202010014389U1 (en) |
-
2010
- 2010-10-19 DE DE202010014389U patent/DE202010014389U1/en not_active Expired - Lifetime
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