DE29724918U1 - Vorrichtung zur Nutzung von Temperaturschwankungen - Google Patents

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    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
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Abstract

Vorrichtung zur Nutzung von Temperaturschwankungen zur direkten Stromerzeugung, bei dem Temperaturschwankungen, die zwischen einem integrierend wirkenden Pufferkörper (1) und der Umgebung auftreten, mit Hilfe eines Thermogenerators (5) in elektrische Energie umgewandelt werden, wobei bei höherer Temperatur der Umgebung gegenüber dem Pufferkörper (1) eine positive Spannung und bei niedrigerer Umgebungstemperatur gegenüber der Puffertemperatur eine negative Spannung erzeugt wird oder umgekehrt, die durch eine nachgeschaltete Elektronik in eine Spannung gleicher Polarität gewandelt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Nutzung von Temperaturschwankungen an warmen und kalten Flächen zur direkten Stromerzeugung.
  • Im Bereich der Energieerzeugung mit geringen Leistungsbedarf sind derzeit im Stand der Technik mehrere Systeme bekannt und im Einsatz. In der letzten Zeit werden in zunehmenden Maße Thermogeneratoren oder Microthermogeneratoren eingesetzt um vorhandene Temperaturdifferenzen an warmen und kalten Flächen zur direkten Stromerzeugung zu nutzen.
  • Diese Methode hat den Vorteil, dass selbst kleine Temperaturunterschiede eine Spannung erzeugen, die mit Hilfe nachgeschalteter Elektronik auf geeignete Spannungsebenen transformiert werden kann.
  • Nachteil der Thermogeneratoren ist, dass eine warme und eine kalte Fläche dicht nebeneinander existieren müssen und eine permanente Temperaturdifferenz vorhanden sein muss. In eingeschwungenen Systemen ist dies oft nicht der Fall.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit dem vorhandene Temperaturschwankungen zur direkten Stromerzeugung genutzt werden können, ohne dass direkte Temperaturdifferenzen vorhanden sein müssen.
  • Erfindungsgemäß gelingt die Lösung der Aufgabe mit einer Vorrichtung, welche die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale enthält.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die Erfindung wird im Folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung ist schematisch in 1 dargestellt. Mit ihr wird erreicht, dass bei Schwankungen der Umgebungstemperatur stets eine Temperaturdifferenz zwischen dem isolierten Körper und der Umgebung auftritt.
  • Somit erzeugt dieses System solange Energie, solange sich die Umgebungstemperatur ändert. Da der als Energiepuffer wirkende wärmetechnisch isolierte Körper als Mittelwertbildner arbeitet, wird bei höherer Temperatur der Umgebung z. B. eine positive Spannung erzeugt und bei niedrigerer Umgebungstemperatur gegenüber der Puffertemperatur eine negative Spannung.
  • Durch eine nachgeschaltete Elektronik kann daraus eine geeignete Spannung erzeugt werden.
  • Dieses System kann soviel Energie erzeugen, wie es aus dem Umgebungsmedium, vorzugsweise Luft oder Flüssigkeiten, aus thermischer Strahlung usw. entnehmen kann. Der Wirkungsgrad des Mikrothermogenerators wird durch die Größe des Referenzkörpers und seiner Wärmekapazität und der Temperaturdifferenz bestimmt.
  • Beispielsweise ist es damit möglich, Datenübertragungsanlagen in Innenräumen oder ähnlichen Systemen, die geringen Leistungsverbrauch aufweisen, mit der zum Betrieb erforderlichen Elektroenergie zu versorgen.
    • 1
    Pufferkörper
    2
    Isolator
    3
    Energieaufnahmekörper
    4
    Kühlrippen
    5
    Thermogenerator

Claims (4)

  1. Vorrichtung zur Nutzung von Temperaturschwankungen zur direkten Stromerzeugung, bei dem Temperaturschwankungen, die zwischen einem integrierend wirkenden Pufferkörper (1) und der Umgebung auftreten, mit Hilfe eines Thermogenerators (5) in elektrische Energie umgewandelt werden, wobei bei höherer Temperatur der Umgebung gegenüber dem Pufferkörper (1) eine positive Spannung und bei niedrigerer Umgebungstemperatur gegenüber der Puffertemperatur eine negative Spannung erzeugt wird oder umgekehrt, die durch eine nachgeschaltete Elektronik in eine Spannung gleicher Polarität gewandelt wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein thermoelektrisches Bauelement und einem Wärmespeicher, der eine hohe Wärmekapazität aufweist, enthält, wobei ein Thermogenerator (5) an einer Seite mit einem von der Umgebung thermisch isolierten Pufferkörper (1) verbunden ist und dessen andere Seite mit einem gegenüber der Umgebung thermisch nicht isolierten Energieaufnahmekörper (3) verbunden ist und der Thermogenerator (5) an eine elektronische Schaltungseinheit zur Wandlung der Spannung angeschlossen ist, wobei an dem Energieaufnahmekörper (3) Kühlrippen (4) angeordnet sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Energieaufnahmekörper (3) an Sonnenkollektoren angeschlossen ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Isolator (2) Erdreich verwendet wird.
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