Известно множество решений с использованием специальных рукавов или шлангов, которые оборачиваются вокруг труб горячего водоснабжения и используют тепло, излучаемое трубой, для нагрева воды внутри таких систем. Однако новое устройство, использует тепло трубы для выработки электроэнергии.

Гибкий плоский термоэлектрический генератор (вверху) и обернутый вокруг трубы горячего водоснабжения. Пенсильванский государственный университет

 

Созданное в сотрудничестве между Университетом штата Пенсильвания и Национальной лабораторией возобновляемой энергии, экспериментальное термоэлектрическое устройство состоит из нескольких плоских квадратных модулей.

Точнее, он состоит из 12 прямоугольных полос по шесть пар в каждой, с гибкой подложкой из металлической фольги, соединяющей эти полосы друг с другом. В отличие от ранее разработанных плоских, жестких систем, такая конструкция позволяет обернуть устройство из 72 пар вокруг труб горячего водоснабжения или любых других типов труб, которые нагреваются в доме, на заводе или в любом другом учреждении.

Как и в других термоэлектрических устройствах, электрический ток генерируется при перемещении электронов от нагретой внутренней стороны каждой пары к ее более холодной внешней стороне - чем больше разница температур между двумя поверхностями, тем сильнее ток. Электричество может быть направлено в сеть или использовано для зарядки аккумулятора.

Термоэлектрические генераторы (ТЭГ), использующие эффект Зеебека, представляют собой многообещающее решение для утилизации отработанного тепла

 

Как утверждается, при использовании прототипа в дымовой трубе для отвода горячего газа, была продемонстрирована самая высокая в истории выходная мощность и плотность мощности от одного термоэлектрического генератора. Если говорить более подробно, то 3-дюймовая (76 мм) версия устройства использовала разницу температур в 570 ºC (1026 ºF) для получения общей выходной мощности в 56,6 Вт.

" Представьте промышленные электростанции с трубами длиной в сотни метров", - говорит профессор Шашанк Прия из Пенсильванского университета. "Если обернуть эти системы вокруг таких огромных площадей, то можно вырабатывать киловатты электроэнергии из нерационально расходуемого тепла, которое, как правило, просто выбрасывается. Таким образом, можно переработать выброшенное тепло в что-то полезное".

Статья об исследовании была недавно опубликована в журнале ACS Applied Materials&Interfaces.

Источник: Пенсильванский государственный университет
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c16117
https://www.psu.edu/news/research/story/form-fit-device-wraps-around-hot-surfaces-turns-wasted-heat-electricity/