Termoelektrisk värmeåtervinning från fordonsavgaser. En studie om elgenerering med Peltierelement.

Abstract

I dagens samhälle växer ständigt intresset för miljöfrågor och att minimera energiförluster för att skapa ett mer hållbart samhälle. Inom fordonsindustrin försvinner idag runt en tredjedel av den effekt som tillförs motorn via bränslet som värme med avgaserna. Projektet, som har genomförts för institutionen för Tillämpad Mekanik på Chalmers Tekniska Högskola, grundade sig i att ta till vara på denna spillvärme med hjälp av termoelektriska generatorer. Syftet var att undersöka möjligheten i att öka bränsleeffektiviteten genom applicering av Peltierelement längs avgassystemet. Projektet behandlade endast material som idag finns på marknaden och utveckling av nya material bearbetades ej. Problemet undersöktes genom simuleringar, beräkningar och experiment. Simuleringar genomfördes för att undersöka hur förändring av avgassystemets geometriska uppbyggnad och användandet av flänsar påverkade fordonet. Experimenten undersökte möjligheten och effektiviteten hos Peltierelement samt hur de beter sig vid sammankoppling av flera. Beräkningar gjordes sedan för att utvärdera olika möjligheter att utnyttja Peltierelement i avgassystemet. Resultaten visade svårigheter i att använda termoelektriska generatorer på ett fordon. Dessa svårigheter grundar sig i ökat mottryck i motorn vid geometriförändringar av avgassystemet. Av samma anledning ansågs dessutom applicering av flänsar på insidan och utsidan av röret svårtillämpat. De låga verkningsgraderna i dagens termoelektriska generatorer gör att det i dagsläget är svårt att motivera att konceptet skall appliceras i fordon. I framtiden, om bättre och billigare material kan utvecklas, finns en lovande potential för tekniken.