Схемы ОТЭС, работающие по замкнутому циклу на термоэлектрических преобразователях
Термоэлектрические генераторы (ТЭГ) в последние годы привлекают все большее внимание как перспективная технология преобразования отработанного тепла в электроэнергию. Одним из конкретных применений ТЭГов является работа систем органического цикла Ранкина (ORC), которые используются для выработки электроэнергии в различных отраслях промышленности. В этой статье мы рассмотрим концепцию термоэлектрических схем ОТЭС (Объединенная транзитная энергетическая система), работающих в замкнутом цикле на термоэлектрических преобразователях.
Схемы ОТЭС предназначены для утилизации отработанного тепла промышленных процессов или других источников и преобразования его в электроэнергию за счет совместной работы термоэлектрического преобразователя и системы органического цикла Ренкина. Термоэлектрический преобразователь, также известный как термоэлектрический генератор, работает по принципу эффекта Зеебека, когда градиент температуры в полупроводниковом материале создает электрическое напряжение. Это напряжение может быть использовано для питания электрических нагрузок или зарядки аккумуляторов.
В схемах ОТЭС термоэлектрический преобразователь интегрируется в систему ORC для повышения ее общей эффективности. В качестве рабочей жидкости в системе ORC используется органическая жидкость, которая имеет более низкую температуру кипения, чем вода. Это позволяет системе ORC работать при более низких температурах, что делает ее пригодной для использования в системах рекуперации отработанного тепла. Сочетание термоэлектрического преобразователя и системы ORC в схеме ОТЭС позволяет рекуперировать низкосортное отработанное тепло и преобразовывать его в полезную электроэнергию.
Одним из ключевых преимуществ схем ОТЭС, работающих по замкнутому циклу на термоэлектрических преобразователях, является их способность работать при низких перепадах температур. Традиционные термоэлектрические генераторы требуют высоких перепадов температур для достижения эффективной выработки электроэнергии, что ограничивает их применимость в сценариях утилизации отработанного тепла. Интегрируя термоэлектрический преобразователь с системой ORC, схема ОТЭС может эффективно использовать отработанное тепло при относительно низких температурах, что делает ее пригодной для широкого спектра промышленных применений.
Кроме того, замкнутый цикл работы контуров ОТЭС гарантирует, что органическая жидкость, используемая в системе ORC, остается внутри системы, что минимизирует воздействие на окружающую среду и обеспечивает эффективный теплообмен. Такая конфигурация замкнутого цикла также обеспечивает непрерывную работу без необходимости частого пополнения жидкости, что делает контуры ОТЭС надежным и не требующим технического обслуживания решением для рекуперации отработанного тепла.
Помимо экологических и эксплуатационных преимуществ, контуры ОТЭС обеспечивают экономические преимущества, позволяя рекуперировать отработанное тепло, которое в противном случае было бы потеряно. Промышленные предприятия могут использовать схемы ОТЭС для повышения энергоэффективности и снижения эксплуатационных расходов за счет преобразования отработанного тепла в ценную электроэнергию. Это не только способствует достижению целей устойчивого развития, но и повышает общую конкурентоспособность промышленных процессов.
Интеграция термоэлектрических преобразователей с системами ORC в цепях ОТЭС открывает возможности для инноваций и дальнейшего прогресса в технологиях утилизации отработанного тепла. Исследователи и инженеры продолжают изучать способы оптимизации работы цепей ОТЭС путем разработки передовых термоэлектрических материалов, усовершенствованных конструкций теплообменников и улучшенных методов интеграции систем. Эти усилия направлены на повышение общей эффективности и надежности цепей ОТЭС, что делает их все более привлекательным решением для утилизации отработанного тепла.
В заключение следует отметить, что схемы ОТЭС, работающие в замкнутом цикле на термоэлектрических преобразователях, представляют собой перспективный подход к рекуперации отработанного тепла и выработке электроэнергии. Сочетая принципы термоэлектрического преобразования с преимуществами систем органического цикла Ренкина, схемы ОТЭС предлагают устойчивое, эффективное и экономически выгодное решение для отраслей промышленности, стремящихся использовать отработанное тепло для производства электроэнергии. По мере развития исследований и разработок в этой области схемы ОТЭС могут сыграть важную роль в переходе к более устойчивым и энергоэффективным промышленным процессам.
