Электричество из тепла: российские ученые создали передовой генератор

https://ria.ru/20211007/spbpu-1753346709.html

Электричество из тепла: российские ученые создали передовой генератор

Электричество из тепла: российские ученые создали передовой генератор – РИА Новости, 07.10.2021

Электричество из тепла: российские ученые создали передовой генератор

Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) разрабатывают термоэлектрический генератор нового поколения, который будет в… РИА Новости, 07.10.2021

2021-10-07T09:00

2021-10-07T09:00

2021-10-07T09:00

наука

технологии

санкт-петербург

санкт-петербургский политехнический университет петра великого

электричество

навигатор абитуриента

университетская наука

россия

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e5/0a/06/1753353969_0:63:1200:738_1920x0_80_0_0_059ccb1d5835f8e86acfa4b628183714. jpg

МОСКВА, 7 окт — РИА Новости. Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) разрабатывают термоэлектрический генератор нового поколения, который будет в десятки раз эффективнее имеющихся на рынке аналогов. Готовый продукт будет внедрен в производство к концу 2021 года.Термоэлектрический генератор представляет собой малогабаритное устройство (в корпусной сборке будет иметь размеры 5×2 миллиметров), переводящее тепловую энергию в электрическую. Это крайне актуально в связи с мировым трендом на декарбонизацию. Генератор, разработанный исследователями СПбПУ, содержит сложную углеродную наноструктуру. Внутри структуры при нагревании происходят квантовые электродинамические процессы, запускающие термоэлектрическую генерацию.”В нагреваемой структуре, которая имеет сложную стехиометрию, запускаются процессы взаимодействия электронной подсистемы и структурной подсистемы (решетки)”, — пояснила директор НТЦ “Нейропрогнозирование материалов и технологий электронной промышленности” (НЦМУ СПбПУ “Передовые цифровые технологии”) Ольга Квашенкина. По ее словам, в результате такого квантово-физического взаимодействия при термическом воздействии возникает электрический ток.Как сообщили РИА Новости в университете, научный коллектив завершил теоретическую часть работы, связанную с эффективностью устройства. Ученые построили цифровую модель и провели виртуальные испытания, что существенно сократило время на разработку технологии. Затем результаты моделирования были проверены экспериментальным путем с помощью атомно-силовых микроскопов, различных типов спектрометров и комплекса исследовательского оборудования, созданного специально для этой разработки. В настоящее время проект находится на стадии прототипирования в “железе”.При этом она отметила, что в бытовом плане устройство сможет заряжать приборы с малой энергоемкостью — электронные часы, светильники, системы полива комнатных растений и пр. “В перспективе мы будем стремиться к формату портативных термоэлектрических зарядок для мобильных телефонов”, — добавила она.По оценкам ученых, устройство отличается высоким КПД: для выработки тока для зарядки бытовых приборов хватает нагрева от обычных батарей. Предполагается, что термоэлектрический генератор устанавливается около комнатной батареи или монтируется в систему отопления, и получаемая электроэнергия идет к электрической разводке, заряжая небольшие приборы. Система безопасна как для пользователя, так и для электронного оборудования, которое к ней подключается.Как планируют ученые, устройство будет финансово доступно для обычных потребителей. Благодаря малым габаритам оно может быть переносным. В настоящее время ученые готовят два патента на изобретения. Проект реализован в рамках НЦМУ СПбПУ “Передовые цифровые технологии”.

https://ria.ru/20210929/mifi-1752172905.html

санкт-петербург

россия

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2021

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og. xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

1920

1080

true

1920

1440

true

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e5/0a/06/1753353969_67:0:1134:800_1920x0_80_0_0_c204583931479d5f946f44063d1edb34.jpg

1920

1920

true

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

технологии, санкт-петербург, санкт-петербургский политехнический университет петра великого, электричество, навигатор абитуриента, университетская наука, россия

Наука, Технологии, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Электричество, Навигатор абитуриента, Университетская наука, Россия

МОСКВА, 7 окт — РИА Новости. Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) разрабатывают термоэлектрический генератор нового поколения, который будет в десятки раз эффективнее имеющихся на рынке аналогов. Готовый продукт будет внедрен в производство к концу 2021 года.

Термоэлектрический генератор представляет собой малогабаритное устройство (в корпусной сборке будет иметь размеры 5×2 миллиметров), переводящее тепловую энергию в электрическую. Это крайне актуально в связи с мировым трендом на декарбонизацию. Генератор, разработанный исследователями СПбПУ, содержит сложную углеродную наноструктуру. Внутри структуры при нагревании происходят квантовые электродинамические процессы, запускающие термоэлектрическую генерацию.

© Фото : управление по связям с общественностью СПбПУРазработка термоэлектрического генератора нового поколения

1 из 3

Разработка термоэлектрического генератора нового поколения

© Фото : управление по связям с общественностью СПбПУ

© Фото : управление по связям с общественностью СПбПУРазработка термоэлектрического генератора нового поколения

2 из 3

Разработка термоэлектрического генератора нового поколения

© Фото : управление по связям с общественностью СПбПУ

© Фото : управление по связям с общественностью СПбПУРазработка термоэлектрического генератора нового поколения

3 из 3

Разработка термоэлектрического генератора нового поколения

© Фото : управление по связям с общественностью СПбПУ

1 из 3

Разработка термоэлектрического генератора нового поколения

© Фото : управление по связям с общественностью СПбПУ

2 из 3

Разработка термоэлектрического генератора нового поколения

© Фото : управление по связям с общественностью СПбПУ

3 из 3

Разработка термоэлектрического генератора нового поколения

© Фото : управление по связям с общественностью СПбПУ

“В нагреваемой структуре, которая имеет сложную стехиометрию, запускаются процессы взаимодействия электронной подсистемы и структурной подсистемы (решетки)”, — пояснила директор НТЦ “Нейропрогнозирование материалов и технологий электронной промышленности” (НЦМУ СПбПУ “Передовые цифровые технологии”) Ольга Квашенкина.

По ее словам, в результате такого квантово-физического взаимодействия при термическом воздействии возникает электрический ток.

Как сообщили РИА Новости в университете, научный коллектив завершил теоретическую часть работы, связанную с эффективностью устройства. Ученые построили цифровую модель и провели виртуальные испытания, что существенно сократило время на разработку технологии. Затем результаты моделирования были проверены экспериментальным путем с помощью атомно-силовых микроскопов, различных типов спектрометров и комплекса исследовательского оборудования, созданного специально для этой разработки. В настоящее время проект находится на стадии прототипирования в “железе”.

“Использование термоэлектрического генератора актуально не только для бытовых нужд, но и для промышленности: например, устройство помещается на поверхность турбинного двигателя, который может нагреваться до полутора тысяч градусов, и это тепло, переходя в электрическую энергию, питает датчики, предназначенные для мониторинга состояния систем двигателя”, — сообщила Ольга Квашенкина.

При этом она отметила, что в бытовом плане устройство сможет заряжать приборы с малой энергоемкостью — электронные часы, светильники, системы полива комнатных растений и пр. “В перспективе мы будем стремиться к формату портативных термоэлектрических зарядок для мобильных телефонов”, — добавила она.

По оценкам ученых, устройство отличается высоким КПД: для выработки тока для зарядки бытовых приборов хватает нагрева от обычных батарей. Предполагается, что термоэлектрический генератор устанавливается около комнатной батареи или монтируется в систему отопления, и получаемая электроэнергия идет к электрической разводке, заряжая небольшие приборы. Система безопасна как для пользователя, так и для электронного оборудования, которое к ней подключается.

29 сентября 2021, 09:00Наука

Российские ученые создают виртуальный ядерный реактор

Как планируют ученые, устройство будет финансово доступно для обычных потребителей. Благодаря малым габаритам оно может быть переносным. В настоящее время ученые готовят два патента на изобретения. Проект реализован в рамках НЦМУ СПбПУ “Передовые цифровые технологии”.

New! Термоэлектрический генератор постоянного тока KIBOR для ТЭС когенерационные установки малой мощности цена

Термоэлектрические генераторы постоянного тока KIBOR предназначены для преобразования тепла в электричество. Мы представляем готовое решение по повышению общего кпд энергетической системы  и утилизации избыточного тепла вырабатываемого в тепловых пунктах, котлах и котельных установках, ТЭЦ и ТЭС для выработки электроэнергии, что и позволяет реализовать когенерационные установки.

Термоэлектрический генератор постоянного тока KIBOR  преобразует бросовую тепловую энергию

в полезную электрическую. Термоэлектрический преобразователь KIBOR состоит из девяти

металлических секций. Через 3 секции циркулирует горячее масло, через 6 секций прокачивается

вода для охлаждения. В задней части модуля находится металлический резервуар с горячим

маслом. Выходные провода цвет: плюс – красный, минус – черный. Термоэлектрический

преобразователь может генерировать более 500 Вт если источником тепла является температура более 280℃.

ДОСТОИНСТВА. Термоэлектрический генератор постоянного тока KIBOR:

+ Необслуживаемые системы со сроком службы не менее 10 лет.

+ Бесшумная работа.

+ Круглосуточная выработка электроэнергии.

ОТЗЫВЫ Термоэлектрические генераторы постоянного тока KIBOR

ЗАПРОСЫ, ВОПРОСЫ, ОТВЕТЫ, НОВОСТИ

1.   Для каких тепловых станций подходят термоэлектрические генераторы постоянного тока?

– термоэлектрические генераторы подходят для всех типов тепловых станций, где есть температура более 350°С, например: газовые теплостанции, на угле, газотурбинные теплоэлектростанции, бензиновые и дизельные мини электростанции,  на биогазе и пеллетах, электростанции на топливных элементах  и даже заводы по утилизации мусора (мусоросжигающие заводы), там где можно реализовать когенерационные установки.

2. Какие перспективы применения высокотемпературных среднетемпературных термоэлектрических генераторов постоянного тока?

– перспективно применение термоэлектрических генераторов постоянного тока для реализации когенерационных установок в автономных тепло электростанциях на дровах и опилках, ТЭЦ на угле, тепло электрогенераторах на пеллетах и торфе и других энергетических установках по утилизации древесных, бытовых и промышленных отходов.

3. Какой максимальный срок эксплуатации и есть ли скидки на термоэлектрические модули?

Эффективность термоэлектрических генераторов снижается через 10 лет на 5-10%, через 20 лет на 10-20%, через 30 лет снижение более 30%. Скидки на модули при заказе от 10 шт конечно есть!

4.  Какие нормативные документы по энергосбережению?

– ФЗ РФ “О теплоснабжении” от 27 июля 2010 г. N 190

статья 3: Обеспечение приоритетного использования комбинированной выработки электрической и тепловой энергии для организации теплоснабжения.

– ФЗ РФ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» статья 14

– Постановление Правительства Российской Федерации от 31 декабря 2009 г. № 1225 «О требованиях к региональным и муниципальным программам в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности».

Генератор-утилизатор | Kinectic Traction Systems

Задача

Многие промышленные процессы потребляют огромное количество энергии и являются прямой причиной значительных объемов всех выбросов CO2 во всем мире. Кроме того, почти половина всей энергии, потребляемой промышленными процессами, высвобождается в виде сбросного тепла. Энергия отработанного тепла может быть собрана и преобразована в высококачественную электроэнергию для снижения общего энергопотребления и выбросов парниковых газов.

Преимущества генераторов на отработанном тепле

Kinetic Traction Systems (KTSi) Системы рекуперации отработанного тепла используют существующие источники энергии отработанного тепла промышленных процессов для выработки высококачественной электроэнергии мощностью от 300 до 500 кВт. WHRG спроектирован с использованием технологии органического цикла Ренкина, которая преобразует низко- и среднетемпературное технологическое тепло в электричество с помощью высокоскоростного турбогенератора.

Органический цикл Ренкина

Генератор-утилизатор KTSi основан на технологии органического цикла Ренкина (ORC). ORC — это термодинамический цикл, в котором используется органическая жидкость для преобразования низкотемпературного тепла в механическую работу. Затем эта механическая работа может быть преобразована в полезную электроэнергию.

WHRG Применение: Цементные заводы

Низкотемпературный WHRG KTSi можно использовать на нескольких участках в процессе производства цемента, что обеспечивает непрерывную выработку электроэнергии за счет рекуперации отработанного тепла.

Интегрированная силовая установка

Интегрированная силовая установка (IPU) объединяет несколько высокоэффективных компонентов на одном валу. Радиальная турбина приводит в действие двигатель/генератор с постоянными магнитами со скоростью 11 000 об/мин, опираясь на надежные пассивные магнитные и гидродинамические штифтовые подшипники. В конструкции двигателя/генератора с постоянными магнитами широко используются электромагнитный и тепловой анализ, в результате чего КПД выше 9.8,5%. Высокоскоростные механические системы разработаны с углубленным анализом динамики ротора и моделей подшипников. Турбина, сопло и лабиринтное уравновешивающее уплотнение спроектированы с использованием методов конечных элементов и вычислительной гидродинамики. Эти оптимизированные компоненты изготавливаются с использованием современных 5-осевых обрабатывающих центров, чтобы гарантировать точность формы поверхности, необходимую для достижения потока пара с низкими потерями и высокой эффективности.

Система управления WHRG

Интегрированный модуль управления обеспечивает управление системой WHRG и технологическим процессом, мониторинг состояния и сбор данных с использованием оборудования ПЛК и частотно-регулируемого привода, а также собственного программного обеспечения. Температура и давление в системе постоянно контролируются, обеспечивая обратную связь для эффективной работы. Частотно-регулируемый привод позволяет жидкостному насосу обеспечивать оптимальную производительность для определенной температуры и расхода горячей и холодной воды. Это позволяет WHRG обеспечивать наилучшие характеристики для целого ряда требований заказчика. Специально разработанный двунаправленный инвертор преобразует генерируемую электрическую энергию в определенное напряжение и частоту, необходимые для коммунальной сети.

Производительность WHRG

Компания KTSi разработала две установки WHRG для оптимального использования доступной энергии отработанного тепла. При температуре подачи горячей воды 110°C WHRG 300™ обеспечивает электрическую мощность от 200 кВтэ до 380 кВтэ в зависимости от температуры охлаждающей воды и имеющегося расхода отработанной горячей воды. Выходная электрическая мощность WHRG 500™ составляет от 420 до 580 кВт и зависит от температуры горячей воды на входе, расхода и температуры охлаждающей воды.

Загрузить брошюру

Арктический теплогенератор – AHG2000

Арктический теплогенератор Puritan модели AHG 2000 представляет собой прочную, защищенную от непогоды, устанавливаемую на грузовик вспомогательную систему питания и отопления, специально разработанную для работы без присмотра в экстремально холодных погодных условиях. на нефтяных месторождениях Аляски. AHG2000 обеспечивает циркуляцию нагретой охлаждающей жидкости и электроэнергию, чтобы поддерживать полную работоспособность инженерных сетей грузовика 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, и работает независимо от двигателя грузовика. Это позволяет отключить главный двигатель, что значительно снижает холостой ход основного двигателя, затраты на топливо и выбросы выхлопных газов.

AHG2000 обеспечивает электропитание 12 или 24 В для поддержания заряда аккумуляторов грузовика в соответствии с требуемыми электрическими требованиями, а также почти мгновенную подачу нагретой охлаждающей жидкости к главному двигателю грузовика и другим бортовым системам. AHG 2000 производит до 80 000 БТЕ (~ 24 кВт) нагретого хладагента без пламени или электроэнергии; больше тепловой энергии, чем любой другой APU на рынке.

AHG 2000 имеет компактную упаковку с учетом возможности обслуживания в полевых условиях и изготовлен с использованием высококачественных материалов и компонентов, рассчитанных на арктические температуры. AHG2000 успешно прошел заводские и полевые испытания, превысив заявленные характеристики.

Основные характеристики

• Арктическая упаковка – AHG2000 упакован в легкий и защищенный от непогоды корпус, оснащенный масляным поддоном с подогревом. Все материалы рассчитаны на арктические температуры.
• Высокое качество — сверхпрочный алюминиевый корпус с порошковым покрытием, крепления из нержавеющей стали, высококачественные и высокопроизводительные компоненты для работы в арктических условиях.
• Быстрая установка — опциональные самоуплотняющиеся быстроразъемные соединения из нержавеющей стали для охлаждающей жидкости и топлива, разъединяющая вилка аккумуляторной батареи и электрические вилки байонетного типа.
• Надежная работа — 3-цилиндровый промышленный дизельный двигатель Kubota мощностью 24,8 л.
• Охлаждающая жидкость с подогревом — Жидкостный теплогенератор Ventech LHG600 обеспечивает почти мгновенную подачу нагретой охлаждающей жидкости к основному двигателю и вспомогательным контурам обогрева без образования пламени, топливопроводов или выбросов. LHG600 обеспечивает до 80 000 БТЕ нагретой охлаждающей жидкости с регулировкой мощности для работы при пониженных оборотах двигателя и меньшем расходе топлива.
  Более высокая мощность доступна при более высоких оборотах двигателя.
• Электрическая мощность — генератор переменного тока для тяжелых условий эксплуатации обеспечивает либо 12 В, 140 А, либо (опционально) 24 В, 100 А для зарядки аккумулятора и электрических нужд.
• Микропроцессорное управление — AHG2000 управляется микроконтроллером ECU. Микроконтроллер Ventech обеспечивает функции сервоуправления с обратной связью для LHG600.
• Пульт управления в кабине — обеспечивает удаленный запуск и индикаторы рабочего состояния для систем AHG2000.

Основные преимущества

• Прочная и компактная упаковка
• Компоненты высшего качества
• Разработан и изготовлен для работы в арктических погодных условиях.
• Съемная крышка обеспечивает всесторонний доступ для обслуживания и обслуживания AHG.

Материалы высшего качества

• Прочный корпус из обработанного алюминия
• Крепежи, зажимы и винты из нержавеющей стали
• Материалы и компоненты, рассчитанные на арктические температуры от -40°F до -65°F.