Разработка термоэлектрического генератора для слаботочных систем сельскохозяйственных предприятий

Abstract

Современные научно-технологические решения в агропромышленном комплексе (АПК) открывают широкие возможности повышения энергетической эффективности отрасли. Особенно популярным автономным источником энергии может являться термоэлектрический генератор (ТЭГ), который работает от потерь тепла в тепловых сетях, в дымоотводных трубах и т.д. ТЭГ состоит из термоэлектрических модулей, количество которых зависит от необходимого выходного напряжения, он очень компактен, не имеет вращающихся частей. В связи с этим в данной статье производится сравнение технических характеристик, представленных производителем серийно выпускаемых термоэлектрических модулей, которые будут утилизировать тепловые потери теплотехнического оборудования, в том числе потери теплоты с уходящими газами на предприятиях АПК для автономного электроснабжения слаботочных систем сельскохозяйственных предприятий. Основанием работы является предпосылка того, что тепло, которое получается от сгорания топлива с дымовыми газами, теряется в окружающей нас среде, но все же данные тепловые потери можно преобразовывать в электрическую энергию и использовать для автономного электроснабжения слаботочных систем сельскохозяйственных предприятий. Для определения наиболее эффективных по получению электрической энергии термоэлектрических модулей была разработана экспериментальная установка ТЭГ. Перед разработкой конструкции ТЭГ были исследованы различные виды систем охлаждения, к которым относятся естественное и принудительное охлаждение, последнее оказалось наиболее эффективным в сравнении с естественным охлаждением. На разработанной модели ТЭГ с комбинированной системой охлаждения, которая включает в себя принудительную и естественную систему охлаждения, были сняты экспериментальные данные напряжения в зависимости от изменения температуры горячей воды в теплообменнике с нагреваемой стороны термоэлектрического модуля. Наибольший энергетический эффект разрабатываемой конструкции будет наблюдаться только при использовании принудительной системы охлаждения модулей. В процессе опытов проводились исследования на различных термоэлектрических модулях на способность получения термо-ЭДС, и был подобран наиболее подходящий термоэлектрический модуль для разработанной конструкции ТЭГ. По результатам работы установлено, что предложенную конструкцию ТЭГ для автономного энергоснабжения слаботочных систем сельскохозяйственных предприятий, с учетом дальнейших доработок, можно использовать в качестве автономного источника энергии.