Einsatzbereiche TEG

Identifizieren von wirtschaftlichen Anwendungen

für Thermogeneratoren zur Abwärmenutzung

Jede anlagentechnische Komponente verfügt über ihre spezifischen Rahmenbedingungen für einen wirtschaftlichen Einsatz. Dieser Artikel soll eine Anregung zum Auffinden und qualitativen Einschätzen der geeigneten Einsatzsituationen in thermodynamischen Prozessen sein.

Die Grundbedingungen …

… sind in einem eigenen Artikel beschrieben:

Bei der Suche nach dem idealen Prozess sind folgende Punkte prioritär:

  • ein möglichst hohes deltaT zwischen Quelle und Senke
  • eine zusätzliche thermische Nutzbarkeit der Wärmesenke

Temperaturgefälle

Das nutzbare Temperaturgefälle bestimmt direkt die Leistungsfähigkeit des Generators. Während ein Generatormodul bei einer Temperaturdifferenz von 100 Kelvin 400 Watt leistet, leistet dasselbe Modul bei einem deltaT von 160 Kelvin 1000 Watt. So wären bei einer beispielhaft gewünschten Leistung von 10 kW anstatt 10 Modulen derer 25 erforderlich.

Die obere Begrenzung für die Quellentemperatur beträgt max. 200 °C. Eine Einschränkung für die Senkentemperatur gibt es theoretisch nicht, dürfte aber in der Praxis wohl selten die 0 °C – Grenze unterschreiten. Wo das deltaT auf dieser Anwendungsbreite liegt, ist für die Funktion unerheblich; wirksam ist ausschließlich die Differenz als Temperaturgefälle.

Sekundäre Wärmerückgewinnung

Die Wirtschaftlichkeit einer Investition in Thermogeneratoren läßt sich aufgrund der Langlebigkeit und Wartungsfreiheit der Basistechnik sehr gut darstellen. Um jedoch dem, von den Anlagenbetreibern häufig geforderten, kurzfristigen ROI einer Anlageninvestition entgegen zu kommen, sind die in Frage kommenden Anwendungen zudem nach der Sekundärnutzung der ungewandelten thermischen Energie zu selektieren. D.h., wir suchen in der Projektfindung nach geeigneten Senken im Anlagenprozess, dessen thermisches Niveau ohnehin angehoben werden soll. Die damit erzielte Einsparung von Primärenergie kann auf den ROI angerechnet werden.

>>Wider unserer Erwartung finden wir erstaunlich viele Objekte, bei denen bis dato keine WRG – Maßnahmen bei diesen Anlagenprozessen genutzt werden<<

Häufig sind dabei die Überlegungen zum Einsatz der TEG – Technologie der Impuls zur Implementierung energetischer Prozessverbesserungsmaßnahmen.

Prozessschema Produktion Lackiererei

Linnhoff Analyse [Pinch Analyse]

Mit dieser Methode lassen sich die thermodynamisch optimalen Energieversorgungssysteme für jeden Prozess auffinden. Dabei werden die Prozessströme unter Angabe der Anfangs- und Endtemperaturen, sowie dem Produkt aus spezifischer Wärme und des Massenstroms oder ihrer Verdampfungs- bzw. Kondensationsleistung gestaffelt und im Temperatur-Energiefluss-Diagramm dargestellt.

Beim Vorliegen einer bereits durchgeführten Analyse sollte es ein überschaubarer Aufwand sein, die Prozesse nach den oben aufgeführten Kriterien zu prüfen. Dem, mit Energiemanagement vertrauten Leser wird diese Analyse – Methode geläufig sein, deshalb beschränken wir uns hier auf diesen Hinweis.

Anwendungsbeispiele

Noch mehr Info…

…zur Produktentwicklung des TEG – Generators

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