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ADD-THERMOGENERATOREN - Dezentrale Stromversorgung für jeden Haushalt Die neue Thermogeneratoren-Generation ist umweltfreundlich, effizient, kompakt und leistungs- fähig mit einem speziellen Hochstromwechselrichter (HSWR). Informationsstand: 06.07.2007. Die Thermovoltaik ist das Arbeitsgebiet der Physik, das sich mit der Umwandlung von Wärme- energie in elektrische Energie befasst. Wenn zwei unterschiedliche Metalle oder Legierungen zusammen kontaktiert und erhitzt werden, entsteht eine niedrige elektrische Spannung. Ein Thermostromgenerator mit integriertem Hochstromwechselrichter Patent DE 4313827 A1, besteht aus mehreren in Reihe flächig kontaktierten Metallschichten auf geeigneten Trägern aus thermoelektrisch neutralen Materialien, die als Stromleiter dienen. Ein neuartiger ADD-Thermo- elektrischer Generator ist ein Metallblock bestehend aus einer Vielzahl von Thermozellen. Eine Thermozelle besteht aus drei Dünnfilmschichten unterschiedlicher Materialien (RZ5130), zwei Schichten bilden ein Flachthermoelement, die dritte einem Flachgleichrichter. Wird einer Thermosäule Wärme zugeführt, bildet sich durch die Addition der einzelnen Zellen- spannungen (ADD) eine negative irreversible Ladung als Elektronenüberschuss, die Gesamt- spannung einer Thermosäule ist die Summe aller einzelnen Thermozellen, vergleichbar mit in Reihe geschalteten Batterien. Ein angeschlossener Verbraucher im Stromkreis ist im allgemeinen kühler, somit ist der Seebeck- Effekt erfüllt und die Ausgangsleistung ergibt sich aus dem gewonnenen Stromwert bezogen auf die Zellenflächengröße (A/mm²) und der zugeführten Temperatur [Q]. Handelsübliche Thermoele- mente, z.B. Type E erzeugen bei 1000°C 0,076 Volt und ca. 0,3 Ampere/mm². Die tatsächlich einzig wirkende Kraft in einem thermoelektrischen geschlossenen System Gene- rator /Verbraucher ist der Anteil der Atome, die durch die Zufuhr von Wärme Elektronen freigaben und somit eine positive Ladung haben. Die so entstandenen Löcher in den äußeren Elektronen- schalen der Atome haben durch die kinetische Energie der Protonen im Atomkern eine wirkende Sogkraft, die zur Neutralisation neigt und den Elektronenstromfluss mit potentieller Energie auf- recht hält. Der maximal mögliche Wirkungsgrad kommt nur dann zustande, wenn der Anteil der positiven Ladungen gleich oder höher ist als der der negativen Ladungsträger der freigewordenen Elektronen, wie in jedem Stromkreislauf. In der flächigen Kontaktzone zwischen den eingeschmolzenen unterschiedlichen thermoelektri- schen Materialien einer Thermozelle entsteht eine unterschiedliche Ladungsträgerdichte, deren Werte sind Materialkonstanten und im Gesamtsystem proportional der zugeführten Wärmeenergie. Die Masse der Materie verbirgt eine gewaltige ruhende Energiemenge E = m, würde man diese Masse von Null auf maximal mögliche Geschwindigkeit bringen, also Lichtgeschwindigkeit c = 299792 km/s, gleich Einsteins bekannte Formel E = mc² und als praktischer Beweis E = mc³ * 8 eine Explosion mit sphärischer Expansionskraft als eine Erscheinungsform von Masse. Allein die positiven Ladungen haben eine anziehend wirkende Kraft, die durch die Protonen im Atomkern auf die freien Elektronen als inaktive negative Ladungsträger wirken und die Potential- differenz zwischen Ladungsträgern im Momentanzustand ist die messbare elektrische Spannung. Die Temperatur und A/mm² ist ein Maß für die Wirksamkeit eines Thermoelektrischen Systems. Die gespeicherte Wärmemenge in einem thermisch geschlossenen Generatorgehäuse ist, bezo- gen auf den Kraftstoffverbrauch sehr sparsam, es muss nur die Wärmemenge nachgeführt wer- den, die ein thermisch nach außen gut isoliertes Gehäuse an die Umgebung abgibt. Im Kurzschlussfall erreicht der Stromfluss den höchstmöglichen Wert bei der gegebenen Tem- peratur und ist ein Maß für die Qualität der Thermozellentypen. Die Additivmethode ergibt nach Carnot-Prozess einen Wirkungsgrad von 48%. Eine Thermozellen-Variante ist mit einer der neusten RZ2843 Legierungen aufgetragen, die Gleichrichtereigenschaften mit Parametern in Millivoltbereich aufweist, so entsteht eine nur zweischichtige Thermozelle, die Fertigung von Thermosäulenblöcken wird dadurch noch kosten- günstiger. Ein THERMOBIPLAN-Generator ist ein einzelnes Thrmoelement aus einem beliebig großen be- schichteten Aluminiumblech und erfordert keinen Gleichrichter, keine Additv-Serienschaltung und nur mit einem HSWR und Transformator im Betrieb. Neuentwickelte Kohlenstoff-Nanoröhrchen CNT-Materialien wirken als Flachgleichrichter und er- langen dadurch eine Stromleitfähigkeit mit physikalischen Eigenschaften, die für den Einsatz in der Thermovoltaik geradezu prädestiniert sind und lassen für die Zukunft auf weit höhere Genera- torleistungen hoffen. Ein Beispiel für die Fertigung einer Thermozelle: Ein mit Kupfer einseitig galvanisiertes Konstan- tanblech ergibt ein Flachthermoelement, danach auf einer Seite mit Nano-Kohlenstoffhableiter beschichtet, entsteht eine Thermozelle. Die Qualität der Nanobeschichtung und Verarbeitung ist für den Wirkungsgrad entscheidend. Durch die kompakte Bauform von ADD-Thermogeneratoren sind die Anwendungen vielfältig, an- gefangen vom Herzschrittmacher bis Megawattkraftwerke sowie Stromversorgung in Luft- und Raumfahrt. Die Wärmeenergiezufuhr ist mit allen Brennstoffarten möglich. Durch Kraft-Wärme-Kopplung in der Industrie, Biogas, Sonneneinstrahlung mit Thermo- und Photovoltaik-Solarzellenkopplung oder mit Wasserstoff aus Sonnenenergie gewonnen oder Geothermie, Geovoltaiksonden liefern mit spe- ziellen DC/AC-Invertern Wechselspannungen direkt aus der Tiefe der Erde und großdimensionierte ADD-Thermogeneratoren mit integriertem Hochstrom-Leistungswechselrichter können weit über 200 Megawatt Nennleistung erreichen. Ein HOCHSTROMWECHSELRICHTER (HSWR), DC/AC-Inverter, für Thermogeneratoren ist konzi- piert mit bekannten Schaltelementen unkonventioneller Bauart in Miniaturbauform für Elektronik- platinen oder großdimensioniert als Leistungswechselrichter für extrem hohen Stromdurchlass für Megawattleistungen und eröffnet neue Anwendungsgebiete in der Starkstromtechnik wie die Über- tragung von pulsierender, digitalisierte Gleichspannung um auf lange Distanzen zu übertragen. Die Eingangsgleichspannung ab 0,1 Volt wird im Millisekundentakt periodisch umgepolt und er- langt am Ausgang den doppeltem Wert als Spitzenwechselspannung 0,2 Volt und weniger als 0,1% Verluste mit konstanter oder variabler Frequenz bis 400 Hz und mehr, mit wählbaren Impuls- formen als Ein- oder Mehrphasen Wechselspannung (Drehstromsimulator) und ist unentbehrlich für die Entnahme der hohen Stromleistungen, die Thermosäulen liefern könnten. Photovoltaikan- lagen benötigen dank dieser Technologie ca. nur die halbe Anzahl der PV-Zellen, eine beachtliche Kostenersparnis. Die Additivmethode und die neuartigen integrierbaren Hochstromwechselrichter sind im Energiebe- reich zukunftsweisende Technologien, Additivschaltung bietet zudem neue Applikationen in der Sensorentechnik mit höheren Empfindlichkeiten. Gewinnbringende Investitionsanlagen für die Forschung und Entwicklung mit expandierenden Marktpotentialen sind empfehlenswert. Keine Lieferungen und keine Preise. RUDOLF ZÖLDE INNOVATIVE TECHNOLOGIEN E-03184 Torrevieja, Spanien Tel. +34965990317 zoelde@mailde.de Info: www.thermogen.ws24.cc |
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