Zespół naukowców i doktorantów z Akademii Górniczo-Hutniczej wraz z Siecią Badawczą Łukasiewicz oraz Instytutem Fizyki PAN opracował nowy rodzaj modułów termoelektrycznych. To może obniżyć cenę i podwyższyć wydajność konwersji ciepła odpadowego na prąd! Po osiągnięciu sukcesu zespół badawczy poszukuje inwestora, który będzie w stanie uruchomić produkcję prototypu.
Produkcja energii elektrycznej w Polsce
Zapotrzebowanie na prąd nieustannie rośnie z każdym rokiem. W 2021 roku zapotrzebowanie wzrosło o prawie 6% w porównaniu do 2020 roku.
W 2021 roku prawie połowa energii elektrycznej została wyprodukowana przez spalanie węgla kamiennego, niemalże 25% z węgla brunatnego, blisko 10% powstało dzięki elektrowniom wiatrowym, 8% z gazu ziemnego, a 3% energii wyprodukowano w elektrowniach fotowoltaicznych. Pozostałą energię wyprodukowano m.in. w elektrowniach szczytowo-pompowych, z oleju i biomasy.
Mimo znaczących emisji szkodliwych zanieczyszczeń do powietrza, nadal węgiel i inne paliwa kopalne stawiane są na pierwszym miejscu. Mimo to, naukowcy szacują, że podczas ich spalania wykorzystywane jest zaledwie 40% energii. Pozostałe 60% jest rozpraszane w formie różnego rodzaju strat cieplnych, co nazywane jest ciepłem odpadowym.
Jak wykorzystać ciepło odpadowe i dlaczego nowe moduły AGH mogą zrewolucjonizować energetykę?
Dostępne są różne metody wykorzystania ciepła odpadowego w postaci silników Sterlinga czy systemów ORC, jednak bywają one dość problematyczne w eksploatacji. Inną metodą jest wykorzystanie generatorów termoelektrycznych, które wykorzystuje np. NASA, aczkolwiek również nie jest to opłacalne ze względu na wysokie koszty podzespołów.
Dlatego też naukowcy AGH zaczęli poszukiwać sposobu na zaprojektowanie i opracowanie takich modułów termoelektrycznych, które mogłyby wykorzystać ciepło odpadowe, a przy tym nie będą problematyczne w eksploatacji i dodatkowo nie będą drogie.
Stąd pojawił się pomysł na wykonanie modułów termoelektrycznych o gęstości wynoszącej blisko 2,5 kW/m2, co okazało się być niezłym rozwiązaniem. Również koszt stworzonych modułów został znacząco obniżony, gdyż w zamian ceramicznych okładzin zdecydowano się zastosować stop aluminium, który dodatkowo lepiej przewodzi ciepło.
„Zważywszy na znacznie większą gęstość mocy konwerterów termoelektrycznych, cena za 1 W mocy elektrycznej powinna być też znacznie korzystniejsza niż w przypadku paneli fotowoltaicznych.”
prof. Wojciechowski, AGH, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Z uwagi na laboratoryjne i ręczne wykonanie prototypu, którego koszt nie jest mały, naukowcy z AGH poszukują inwestora, który dzięki sprzętowi, automatyzacji i masowej produkcji, mógłby wyprodukować te wyjątkowe moduły zdecydowanie taniej oraz zyskać popularność w wielu krajach, a więc i spory zysk.
„Firmy produkujące bądź rozwijające technologie termoelektryczne istnieją obecnie tylko w Chinach, Stanach Zjednoczonych, Ukrainie i Rosji. Na rynku europejskim praktycznie nie ma konkurencji, więc jest szansa na dobry zysk. Bardzo bym chciał, żeby znalazł się w Polsce ktoś, kto uzna, że cel jest wart ryzyka, i zbuduje prototypową linię produkcyjną. Jeżeli uda się uzyskać niskie koszty wytworzenia modułów termoelektrycznych, możemy naszymi produktami podbić świat.”
prof. Wojciechowski, AGH, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Czekamy na rozwój wydarzeń.
