بررسی عملکرد مدولهای ترموالکتریک در استحصال توان الکتریکی از گازهای گرم اگزوز خودرو

مهندسی مکانیک و ارتعاشات

مقاله 2، دوره 3، شماره 2 - شماره پیاپی 7، شهریور 1391، صفحه 11-14   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی کامل

نویسنده

نادر رهبر^*

استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی ، سمنان، ایران

چکیده

امروزه حتی مدرن ترین موتورهای احتراق داخلی راندمانی حدود 40% داشته و مابقی انرژی حاصل از احتراق سوخت، به صورت حرارت هدر می رود. حدود نیمی از انرژی اتلافی، از طریق اگزوز خودرو به محیط اطراف فرستاده می شود. از آنجاییکه دمای گازهای خروجی از اگزوز بالاتر از محیط اطراف می باشد، از انرژی موجود در آنها می توان برای تولید توان استفاده نمود. این ایده امروزه مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. یکی از روشهای استحصال از این انرژی اتلافی، استفاده از تکنولوژی ترموالکتریک می باشد. مدولهای ترموالکتریک با قرار گرفتن در معرض اختلاف دمای موجود بین داخل اگزوز و هوای محیط توان تولید انرژی الکتریکی را خواهند داشت. عمر بسیار زیاد، عدم وجود قطعات متحرک، بی صدا بودن و قیمت نسبتا پایین مدولهای ترموالکتریک، آنها را گزینه ای بسیار جذاب جهت استفاده در این زمینه می نماید. هدف از این تحقیق بررسی و امکان سنجی استفاده از مدولهای ترموالکتریک برای تولید قدرت از حرارت خروجی اگزوز می باشد. نتایج حاصل از مدلسازی نشان می دهند که تکنولوژی ترموالکتریک در اختلاف دمای حدود 300 درجه سانتیگراد قابلیت تبدیل 10 درصد از حرارت اتلافی را به توان الکتریکی داشته و هرچه اختلاف دمای دو سر ترموالکتریک بیشتر شود این توانایی افزایش خواهد یافت.  همچنین نتایج نشان می‌دهند که با افزایش دمای خروجی از اگزوز دوره بازگشت سرمایه به شدت کاهش خواهد یافت.

کلیدواژه‌ها

تکنولوژی ترموالکتریک؛ بازیافت حرارت اتلافی؛ تولید توان الکتریکی؛ کاهش خطرات زیست محیطی؛ اگزوز خودرو