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Thermoelektrische Ring-Batterie (TRB)

Das Problem der Suche nach Stromquellen, die in der Lage sind, Energieversorgung autonom zu gewährleisten, ist und bleibt sehr aktuell. Das Prinzip der direkten Umwandlung von Wärmeenergie in elektrische Energie macht es möglich, dieses Ziel zu erreichen. Für die direkte Umwandlung von Wärmeenergie (isotopische Wärmequellen, fossile Brennstoffe aus Gasleitungen usw.) in elektrische Energie können thermoelektrische Ring-Batterien verwendet werden.

Zylindrische Elemente mit radialer Wärmeübertragung passen konstruktiv sowohl zur Nuklearenergie als auch zur Thermotechnik rohrförmiger Wärmetauscher. Durch zylindrische Konstruktionen wird es möglich, höhere spezifische Charakteristiken von konstruktiven Elementen, die für die Wärmekopplung der Thermoelemente mit den Konstruktionselementen der Wärmezufuhr und deren Ableitung sorgen, durch Senkung der Masse zu erhalten. Außerdem macht die zylindrische Konstruktion TEG in der Form röhrenformiger Wärmetauscher einen hohen Isolationswiderstand möglich.

 

TRB mit röhrenförmiger Konstruktion bestehen in der Regel aus der Verschaltung von Thermoelementen in Form eines Ringsektors mit der zylindrischer Außen- und Innenfläche.

Mithilfe einer gewissen Technologie von Schaltungsschemata wurde es möglich, eine thermostabile Konstruktion der TRB zu erreichen.

Reaktorversuche während der letzten 20 Jahre und die Verwendung der TRB für fossile Brennstoffe haben ihre Leistungsfähigkeit unter Beweis gestellt.

TRB wird bei Anlagen elektrochemischen Schutzes erfolgreich verwendet, wie sie für die Strom- und Wärmeversorgung vorgeschrieben sind, und bei telemetrischen und radiolinearen Systemen, die Gasleitungen entlang angebracht sind.



Thermogeneratorenbatterien (TB)

Thermogeneratorenbatterien sind für die Umwandlung von Wärmeenergie in elektrische Energie (Seebeck-Effekt) bestimmt. TB sind Fertigprodukte und werden für die Herstellung autonomer Stromquellen verwendet. TB werden mit Hilfe einer originellen Technologie geschlossener Kreisläufe betrieben. Diese beginnen mit dem Einbau des Halbleitermaterials und enden mit der Montage. Die elektrische Schaltung der TB wird ohne Verwendung einer durchgehenden keramischen Trägersubstanz sowohl auf der heißen als auch auf der kalten Seite gewährleistet. Die maximale Temperatur auf der heißen Seite beträgt 340 ºC.

 



Technische Daten
Widerstand Ohm 0,4 ± 0.05
Width Mm 57 ± 0,5
Länge Mm 79 ± 0,5
Thickness Mm 11 − 0,5
Max. surface camber Mm 0.02
Operating temperature on hot side °C 300
Gewicht kg 0,22 ± 0,02

Eigenschaften bei 270° C Temperaturdifferenz


Т cold, °C           T hot, °C           EMF, V             Current, A       Voltage, V               Power, W 
30 300 5.8                       3,96                   2.9 11,5

EMK – die Spannung im offenen Kreisauf. Diese Leistung wird erreicht, wenn der Lastwiderstand dem Innenwiderstand der Batterie gleich ist. Die Ausgangspannung und die Leistung ändern sich abhängig von der Außenlast und dem entsprechenden Strom (Abbildung 1). Der Lastwiderstand, der dem Innenwiderstand der Batterie gleich ist,  entspricht der maximalen Leistung. Die Ausgangsleistung hängt stark von der Temperaturdifferenz ab (Abbildung 2).


Abbildung 1. Voltampère-Charakterstik der Thermobatterie bei Temperaturenunterschied von 270° С (auf der “heißen” Seite 300°С).

Abbildung 2. Abhängigkeit der maximalen Leistung der Thermobatterie vom  Temperaturunterschied (auf der “heißen” Seite 300° С).