Учёные НИУ «БелГУ» предложили высокоэффективную технологию преобразования тепловых выбросов в электроэнергию

Научные сотрудники НИУ «БелГУ» работают над созданием высокоэффективного термоэлектрического преобразователя, который позволит сократить тепловые выбросы в атмосферу и получить на выходе электроэнергию. Новое решение предполагается использовать также для создания автономных мини-ТЭЦ и источников электроэнергии для эксплуатации в полевых условиях и труднодоступных районах, включая Арктику.

Сегодня максимальный процент тепловых потерь и выбросов приходится на низкопотенциальные источники. К ним относятся грунтовые воды, окружающий воздух, промышленные и очищенные бытовые стоки. В большинстве случаев для таких источников прямое преобразование тепла в электроэнергию невозможно или малоэффективно. Белгородские учёные решили добиться высоких значений КПД от переработки в электроэнергию тепла, недоступного для турбомашин и термопреобразователей прямого действия.

Проектируемый на базе НИУ «БелГУ» термоэлектрический преобразователь, основанный на роторных приводах объёмного действия, предназначен для работы с низкопотенциальными источниками. Простота конструкции и технологичность открывают благоприятные перспективы для массового производства такого преобразователя как для собственных нужд, так и на экспорт.

– По предварительным расчётам, потенциальная эффективность этого преобразователя при утилизации тепловых выбросов типичной ТЭЦ составит до 50 процентов переработки выбрасываемой энергии. Для сравнения, термоэлектрические преобразователи способны переработать до 8 процентов тепловой энергии, а лучшие образцы микротурбин, работающих по циклу Ренкина, – не более 15 процентов. А при внедрении этой технологии на транспорте можно будет сэкономить не менее 30 процентов топлива за счёт утилизации энергии выхлопных газов, – отмечает заведующий лабораторией технологических систем НИУ «БелГУ» кандидат технических наук Сергей Сергеев.

Учёные особое внимание уделяют экононаправленности своей разработки, подчёркивая, что высокая эффективность термоэлектрического преобразователя позволит на 50 процентов сократить тепловое загрязнение окружающей среды.

В перспективе на базе индустриального партнера НИУ «БелГУ» – белгородской компании ООО «Специнстурмент» запланировано серийное производство новых термоэлектрических преобразователей мощностью до 300 кВт для оснащения многотопливных котлов с высокой энергетической эффективностью. Партнеры заинтересованы выйти на масштабные объемы производства – до 500 изделий в год.

Для справки: Исследовательские работы ведутся в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» (Соглашение № 05.608.21.0280).

По итогам проекта будет разработан комплект конструкторской документации на прототип термоэлектрического преобразователя мощностью 9 кВт, а также на опытный образец мощностью 100 кВт. Для опытного образца предусмотрена подготовка эксплуатационной документации. Кроме того, ученые разработают технические условия на линейку термоэлектрических преобразователей мощностью от 9 до 100 кВт и электронную систему управления преобразователем для обеспечения стабильности, надежности и безопасности новой продукции.