Thermoelektrische Generator-Elemente

Thermogeneratoren werden dort eingesetzt, wo eine geringe Leistung (unterhalb 1 Watt) zur Versorgung z. B. von Sensoren oder anderen Kleinstverbrauchern benötigt wird und dadurch die Einfügung in eine Stromversorgungsinfrastruktur überflüssig wird.
Der Thermogenerator ist hingegen ungeeignet zur Erzeugung von nennenswertem Kraftstrom aus Abwärme.
Die Investitionskosten sind im Vergleich zur erzeugbaren Strommenge viel zu hoch.

Ein Thermogenerator produziert aufgrund der physikalischen Eigenschaften seines Halbleitermaterials eine elektrische Spannung.
Wird die Spannung an einen elektrischen Verbraucher angeschlossen, fließt ein Gleichstrom.

Die so produzierte elektrische Leistung ist umso größer, je größer der Temperaturunterschied am Thermogenerator ist.
Jedes Peltierelement kann als Thermogenerator eingesetzt werden.
Pro 40 °C Temperaturunterschied kann der Thermogenerator ca. 1% der im Wärmestrom enthaltenen Energie in Strom umformen, eine optimale Abstimmung auf den elektrischen Widerstand des nachgeschalteten Stromverbrauchers unterstellt.
Der maximal erzielbare Stromerzeugungswirkungsgrad ist auf ca. 4% begrenzt.

Zur kontinuierlichen Stromproduktion muß der Temperaturunterschied ständig aufrechterhalten werden. Der Thermogenerator muß deshalb auf der einen Seite ständig geheizt, auf der anderen Seite ständig gekühlt werden.

Die Betriebseigenschaften der Generator-Elemente gelten für eine Warmseitentemperatur von 175°C und eine Kaltseitentemperatur von 50°C.
Unter diesen Bedingungen liegt die Effektivität dieser Generator-Elemente für die Stromerzeugung bis circa 4%.

Die Effektivität ist definiert als W_load/Q_warm,
wobei W_el. die elektrische Leistung in Watt ist
und Q_warm ist der Wärmefluß in Watt durch das Generator-Element.

Bestell- bezeichnung	Funktionsdaten						Abmessungen, mm
Bestell- bezeichnung	V_oc/V	R_in/Ohm	R_load/ Ohm	W_load /W	V_load/ V	Λ _m, Watt/°C	warme Seite	kalte Seite	Höhe
QCG-127-1.0-1.3	6.4	5.0	5.0	2.1	3.2	0.53	30 x 30	30 x 30	3.6
QCG-450-0.8-1.0	21.5	21.5	28.0	5.0	12.0	1.45	54.4 x 54.4	54.4 x 57.0	3.4
QCG-127-2.0-1.3	6.4	1.3	1.3	7.9	3.2	2.02	50 x 50	50 x 50	3.6

Elemente sind alle in “M” - Version für Zyklusbetrieb

• Max. Betriebstemperatur 200°C
• Elemente können RoHS konform, also bleifrei, geliefert werden.
• Definitionen:
V_oc – Leerlaufspannung, (Volt)

R_in– Innenwiderstand bei 110°C (Ohm)

R_load – Lastwiderstand (Ohm)

V _load – Ausgangsspannung, (Volt), in Verbindung mit dem äußeren Lastwiderstand

A_m – thermische Leitfähigkeit bei 110°C (Watt/°C)