Peltierovy články pro výrobu elektrické energie

Abstract

V posledním desetiletí došlo k vzestupu zájmu o termoelektrické aplikace. Termoelektrické generátory, které umožňují přímou přeměnu tepla na elektřinu, se v souvislosti s požadavky na ekologický provoz a úspory primárních zdrojů stávají atraktivními. Vědci intenzivně zkoumají a vyvíjí nové materiály a struktury vhodné pro tyto aplikace. Dochází k postupnému zvyšování účinnosti. Přestože nemáme k dispozici materiály s velmi výraznými termoelektrickými vlastnostmi, které by umožnily cenově srovnatelnou výrobu elektřiny, může být použití termoelektrických generátorů přínosem. Například v případech, kdy vzniká velké množství nevyužitého odpadního tepla, může použitím termoelektrického generátoru vzrůst celková účinnost zařízení i přes nízkou účinnost samotného generátoru. Předkládaná práce obsahuje popis Peltierových článků, které tvoří stěžejní část termoelektrických generátorů. Zabývá se jejich principy, konstrukcí a možností produkce elektrické energie. V praktické části je navržena konstrukce generátoru malého výkonu, využívajícího nízkopotenciální odpadní teplo spalin automatického teplovodního kotle Verner A251.1.In the last decade there is a rising interest in thermoelectric applications. Thermoelectric generators enabling the direct conversion of the heat into the electricity become attractive. This fact is caused by the demands of environmental operation and saving primary resources. Scientists intensively investigate and develop new materials and structures suitable for these applications. The efficiency of the thermoelectric conversion progressively increases. Unfortunately we have no available materials with sufficient thermoelectric properties which could provide cost-competitive price. Thermoelectric generators seem to be useable devices. For example, in case of the unused waste heat using of the thermoelectric generator can increase the overall effectiveness of the unit despite the low efficiency of the generator. This master thesis deals with the issue of the Peltier modules representing the main part of the thermoelectric generators. The physical principles and structures of the thermoelectric modules and the possibility of thermoelectric power production are described here. In the practical part of this thesis the design of the low power generator utilizing waste heat from biomass boiler Verner A 251.1 is proposed.