UA106833U - Ґрунтовий термоелектричний генератор під асфальтовим покриттям - Google Patents
Ґрунтовий термоелектричний генератор під асфальтовим покриттям Download PDFInfo
- Publication number
- UA106833U UA106833U UAU201510801U UAU201510801U UA106833U UA 106833 U UA106833 U UA 106833U UA U201510801 U UAU201510801 U UA U201510801U UA U201510801 U UAU201510801 U UA U201510801U UA 106833 U UA106833 U UA 106833U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- heat
- soil
- generator
- thermoelectric
- asphalt coating
- Prior art date
Links
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 5
- 239000002689 soil Substances 0.000 title abstract description 20
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract 1
- 230000005619 thermoelectricity Effects 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Road Paving Structures (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Road Paving Machines (AREA)
Abstract
Ґрунтовий термоелектричний генератор містить корпус, термоелектричну батарею, джерело тепла, теплоприймальний і теплорозсiюючий елементи, електронний блок управління для акумулювання і стабілізації виробленої генератором енергії, теплопроводи, теплову ізоляцію. Додатково генератор містить тепловий колектор-концентратор, за який використовують асфальтове покриття, що має тепловий контакт із теплоприймальним елементом генератора.
Description
Корисна модель належить до термоелектричних приладів, зокрема до пристроїв, що генерують електроенергію за допомогою термоелектричних генераторів. Він призначений для автономного довготривалого забезпечення постійним струмом елементів електроніки, для функціонування яких не потрібно великих потужностей, і належить до так званого класу "відновлювальних" джерел живлення, створення яких у даний час для України є особливо актуальним. Максимальна наближеність до споживача, простота конструкції, екологічна чистота, надійність і практично необмежений ресурс роботи в автономному режимі робить термоелектричні джерела живлення привабливими для різноманітних галузей народного господарства, науки і техніки та т...
В Інституті термоелектрики Національної академії наук України та Міністерства освіти і науки України протягом багатьох років проводяться комплексні дослідження зі створення відновлювальних термоелектричних джерел живлення, які здійснюють пряме перетворення теплової енергії грунту в електричну енергію. Результатом таких теоретичних досліджень є створення теорії термоелектричного перетворення тепла грунту ||, на основі якої розроблено ряд грунтових термоелектричних джерел живлення. У |2| наведено опис, принцип дії, параметри і характеристики таких грунтових джерел живлення. Один із варіантів грунтового термоелектричного генератора, вибраного як прототип, описаний в (|З). Такий генератор складається з корпусу, термоелектричної батареї, джерела тепла, теплоприймального і теплорозсіюючого елементів, електронного блока управління для акумулювання та стабілізації виробленої генератором енергії, теплопроводів, теплової ізоляції і додатково містить тепловий колектор-акумулятор тепла, розташований в придонній конвективній зоні "сонячного ставка", що має тепловий контакт із теплоприймальним елементом генератора через теплові труби.
Таке джерело живлення є повністю автономним, ресурс його роботи складає 25-30 років.
Воно є практично незамінним для вирішення різних задач, коли необхідно забезпечити електроенергією різні пристрої з малою потужністю споживання. Як відомо, градієнти температури в грунтах для більшості кліматичних зон обмежуються величинами, рівними в середньому 5-20 "С, наслідком чого є досить низький коефіцієнт корисної дії грунтового термогенератора (-- 0,1 95), так само як і його вихідна потужність, величина якої складає близько 1-5 Вт/ме поверхні грунту. Застосування грунтового термоелектричного генератора на основі
Зо "сонячного ставка" дозволяє підвищити робочий перепад температури на термобатареї, збільшуючи таким чином його ефективність. Однак, до недоліків такого джерела живлення можна віднести складність конструктивного виконання, труднощі в обслуговуванні, вузьку область застосування та ін.
Тому актуальною є задача покращення характеристик грунтового генератора з врахуванням вищезазначених недоліків прототипу, яка є задачею запропонованої корисної моделі.
Поставлена задача вирішується наступним чином.
Покращення вихідних характеристик грунтового термогенератора можна забезпечити шляхом використання в його конструкції теплових акумуляторів. Відомо (1), що є велика кількість речовин, так званих акумуляторів тепла (холоду), які мають великий коефіцієнт теплоакумуляції. Такі акумулятори тепла здатні накопичувати велику кількість тепла або холоду. При їх використанні в конструкції термогенератора, вони можуть протягом тривалого часу забезпечувати підвищений робочий перепад температури на термобатареї генератора, а отже, покращити його вихідні характеристики. Застосування акумуляторів теплової енергії дозволяє також забезпечити стабільність і тривалість роботи термогенератора, розташованого у грунті.
Одним із найпростіших варіантів підвищення ефективності роботи грунтового термоелектричного генератора видається його розміщення під асфальтом, який має значно кращі коефіцієнти поглинання та акумулювання сонячної енергії в порівнянні із будь-яким типом грунту.
Асфальтове покриття доріг вбирає досить велику кількість теплової енергії сонця і цей факт дає можливість розглядати його як концентратор та акумулятор теплової енергії сонячного випромінювання з метою покращення вихідних характеристик грунтових термоелектричних генераторів. Із такої поверхні практично не відбувається випаровування, тому майже все тепло поглинутої сонячної радіації витрачається на її нагрівання. Це призводить до того, що денні температури теплого періоду на поверхні сухого асфальту значно вищі за температуру грунту.
Так, у спекотний літній день асфальтове покриття може нагріватися до 60-70 "С. У містах більша частина поверхні грунту вкрита асфальтом, що робить використання такого термогенератора привабливим і перспективним.
Запропонована корисна модель наведена на кресленні передбачає розташування бо грунтового термоєелектричного генератора на нижній поверхні асфальтового покриття 1 у грунті
2. Він складається з теплоприймального елемента 3, теплової ізоляції 4, термоелектричної батареї 5 і теплорозсіюючого елемента 6. Працює запропонований грунтовий термогенератор використовуючи значно вищий перепад температури від перепаду, що існує в, так званому, активному шарі грунту. Тепловий потік ді, який надходить на поверхню асфальтового покриття, попадає на теплоприймальний елемент і підводиться до гарячих спаїв термобатареї. Тепловий потік дг з холодних спаїв термобатареї теплорозсіюючим елементом відводиться у нижні шари грунту. Для зменшення теплових втрат корпус термогенератора заповнено теплоізоляційним матеріалом. При проходженні тепла через термобатарею, на ній створюється градієнт температури, що зумовлює генерацію електричної потужності МУ.
Отже, використання на поверхні теплосприймальної площадки термогенератора теплоконцентруючих матеріалів, таких як асфальтове покриття, дозволяє значно збільшити його потужність, що є важливим для живлення малопотужної електронної апаратури 4).
Встановлення таких генераторів відкриває перспективи для їх використання в дорожньому асфальтовому покритті з метою живлення різноманітних сенсорних датчиків, світлодіодних ламп дорожнього освітлення, підсвічування дорожніх знаків та ін.
У корисній моделі, що заявляється, запропоновано нове вирішення питання про суттєве збільшення ефективності роботи грунтового термоелектричного джерела живлення, яке є одним із видів відновлювальних джерел живлення, суть якого полягає в тому, що конструкція грунтового термоелектричного генератора містить тепловий колектор-концентратор, як такий використовують асфальтове покриття, що має тепловий контакт із теплоприймальним елементом генератора.
Промислове використання запропонованої корисної моделі не вимагає спеціальних технологій і матеріалів. Її реалізація можлива на існуючих підприємствах електронної і приладобудівної промисловості, зокрема в термоелектричному приладобудуванні.
Джерела інформації: 1. Микитюк П.Д. Прилади термоелектричного перетворення теплової енергії грунту.
Дисертація кандидата фізико-математичних наук: 01.04.01.4.2004. 2. Анатичук Л.І., Микитюк П.Д. Генератори, що використовують теплові потоки у грунтах //
Термоеєлектрика Ме 3-2003. - С. 86-95.
Зо 3. Пат. Ме ОА 96491 у, Грунтовий термоелектричний генератор на основі "сонячного ставка",
Микитюк П.Д., Дудаль В.О.; Інститут термоелектрики. - Мо и 201408828; заявл. 04.08.2014; опубл. 10.02.2015; Бюл. Мо 3. 4. Дудаль В.О. Про використання термоелектричних генераторів під асфальтом / Дудаль
В.О. // Термоелектрика, 2014. - Мо 5. - Сб. 45-53.
Claims (1)
- ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Грунтовий термоелектричний генератор, що містить корпус, термоеєелектричну батарею, джерело тепла, теплоприймальний і теплорозсіюючий елементи, електронний блок управління для акумулювання і стабілізації виробленої генератором енергії, теплопроводи, теплову ізоляцію, який відрізняється тим, що містить тепловий колектор-концентратор, за який використовують асфальтове покриття, що має тепловий контакт із теплоприймальним елементом генератора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201510801U UA106833U (uk) | 2015-11-05 | 2015-11-05 | Ґрунтовий термоелектричний генератор під асфальтовим покриттям |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201510801U UA106833U (uk) | 2015-11-05 | 2015-11-05 | Ґрунтовий термоелектричний генератор під асфальтовим покриттям |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA106833U true UA106833U (uk) | 2016-05-10 |
Family
ID=57142485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU201510801U UA106833U (uk) | 2015-11-05 | 2015-11-05 | Ґрунтовий термоелектричний генератор під асфальтовим покриттям |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA106833U (uk) |
-
2015
- 2015-11-05 UA UAU201510801U patent/UA106833U/uk unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Haidar et al. | Experimental investigation of evaporative cooling for enhancing photovoltaic panels efficiency | |
| Shittu et al. | Experimental study and exergy analysis of photovoltaic-thermoelectric with flat plate micro-channel heat pipe | |
| Date et al. | Theoretical and experimental study on heat pipe cooled thermoelectric generators with water heating using concentrated solar thermal energy | |
| Baygi et al. | Thermal management of photovoltaic solar cells using polyethylene glycol 1000 (PEG1000) as a phase change material | |
| CN201332372Y (zh) | 利用液冷循环冷却的余热温差发电系统 | |
| Singh et al. | Electric power generation from solar pond using combined thermosyphon and thermoelectric modules | |
| Banakar et al. | Co-generation of heat and power in a thermoelectric system equipped with Fresnel lens collectors using active and passive cooling techniques | |
| Al-Nimr et al. | A solar hybrid thermoelectric generator and distillation system | |
| Yavuz | Solar thermoelectric generator assisted irrigation water pump: Design, simulation and economic analysis | |
| RU166483U1 (ru) | Термоэлектрический генератор | |
| Lee et al. | Fundamental study of energy harvesting using thermoelectric effect on concrete structure in road | |
| Abodunrin et al. | Micro-electricity generation using solar thermal design and modelling thermosiphon applications from waste recycled materials | |
| Shan et al. | All-day working photovoltaic cooling system for simultaneous generation of water and electricity by latent heat recycling | |
| CN204244112U (zh) | 一种设有温差发电装置的服务器机房 | |
| Zhang et al. | Self-adaptive photothermal/radiative cooling-thermoelectric conversion system for 24 h electricity generation | |
| Hong et al. | Round-the-clock performance of solar thermoelectric wall with phase change material in subtropical climate: Critical analysis and parametric investigations | |
| CN103712500A (zh) | 一种应用于极端条件下的模块化太阳能蓄热系统 | |
| Algarni et al. | Performance evaluation of a hybrid thermoelectric generator and flat plate solar collector system in a semi-arid climate | |
| Bugeja et al. | Photovoltaic backside cooling using the space inside a conventional frame (IPCOSY) | |
| UA106833U (uk) | Ґрунтовий термоелектричний генератор під асфальтовим покриттям | |
| RU2626242C1 (ru) | Способ работы термоэлектрического генератора | |
| JP4253471B2 (ja) | エネルギー変換システム | |
| Ga et al. | Performance of thermoelectric conversion device with power management module based on shallow soil-air temperature difference | |
| Zhang et al. | Phase change material and the thermoelectric effect for solar energy harvesting and storage | |
| KR20130076915A (ko) | 태양전지와 냉온 소자를 이용한 김 서림 방지 컵 |