Als wichtige Analysemethode für das Projekt EcoTEG setzt Marlis Morschel eine Wärmebildkamera ein, mit deren Hilfe die Temperatur von Oberflächen gemessen werden kann. (Foto: Michael Bergmann) |
Bereits seit Anfang 2011 bearbeitet die Fakultät Technologie und Bionik der Hochschule Rhein-Waal unter der Leitung von Prof. Dr. Georg Bastian das Forschungs- und Entwicklungsprojekt EcoTEG. Der Name steht für ein Industrialisierungskonzept für hochtemperaturtaugliche thermoelektrische Generatoren (TEG) zur Abgaswärmenutzung in Automobilen auf Basis neuartiger Materialien. Ziel ist es, die ungenutzte Abwärme, die bei dem Antrieb von Verbrennungsmotoren entsteht, mit Hilfe von thermoelektrischen Generatoren in nutzbare elektrische Energie umzuwandeln.
In Kooperation mit der Universität Duisburg-Essen untersucht Frau Morschel nun im Rahmen ihrer Promotion an der Hochschule Rhein-Waal die auftretenden Verformungen des thermoelektrischen Generators.
Zur Gewinnung von elektrischer Energie mittels eines thermoelektrischen Generators wird eine Wärmequelle (in diesem Fall das Abgas eines PKWs) und eine Wärmesenke (der Kühlkreislauf des Fahrzeugs) benötigt. Diese beiden Komponenten liefern die erforderliche Temperaturdifferenz für den Betrieb des thermoelektrischen Generators. Dieser wird durch einen Wärmetauscher sowohl mit der Wärmequelle, als auch mit der Senke verbunden. Wie bei einem Sandwich wird der thermoelektrische Generator zwischen Quelle und Senke gepresst. Auf diese Weise strömt die heiße und kalte Luft an ihm vorbei. Hierbei ist eine gute thermische Ankopplung an die Ströme sehr wichtig, um die Energie aus dem Abgas in den thermoelektrischen Generator zu leiten.
Verspannungen und Verformungen von Oberflächen
Eine Folge dieser Anbindung ist jedoch, dass die heiße Seite des thermoelektrischen Generators versucht sich auszudehnen und die kalte Seite sich zusammen ziehen möchte. Diese entgegengesetzten Prozesse führen zu Verspannungen und Verformungen, die bis zum Materialversagen des Moduls führen können. Um das zu verhindern, werden an der Hochschule Rhein-Waal Untersuchungen mit einem optischen Messsystem und einer Wärmebildkamera durchgeführt. Das optische Messsystem nutzt einen Laserstrahl, um selbst kleinste Verformungen der Oberfläche zu erkennen. Mit der Wärmebildkamera kann man die Temperatur von Oberflächen messen, was für die Untersuchung eine wichtige Analysemethode darstellt. Auf diese Weise wird sichtbar, wie erfolgreich und wie gleichmäßig die Wärme aus dem Abgas in den thermoelektrischen Generator geleitet wird.
Simulation von realen Belastungen
Marlis Morschel bei Untersuchungen mit einem optischen Messsystem, das einen Laserstrahl nutzt, um selbst kleinste Verformungen der Oberfläche zu erkennen. (Foto: Michael Bergmann) |
Konferenz „Materials Science and Technology“
Unter dem Titel „Analysis of Thermal and Mechanical Stress in a Thermoelectric Generator under Realistic Load“ präsentiert Frau Morschel im Oktober die Ergebnisse der durchgeführten FEM-Simulation auf der renommierten Konferenz „Materials Science and Technology“ in Montréal, Kanada. Die Konferenz befasst sich mit verschiedenen Materialien und deren Eigenschaften sowie Anwendungen. Besonderes Augenmerk liegt hierbei auf Biomaterialien, Keramiken, Nanomaterialien und einem nachhaltigen Einsatz dieser. Der DAAD unterstützt die aktive Teilnahme von deutschen Wissenschaftlern an internationalen Veranstaltungen.
Partner des Forschungs- und Entwicklungsprojekts EcoTEG sind die Daimler AG, die Robert Bosch GmbH, die J. Eberspächer GmbH & Co. KG und das Deutsche Zentrum für Luft und Raumfahrt e.V. (DLR). Gefördert wird das Projekt durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF).
(Quelle: Pressemeldung der Hochschule Rhein-Waal)
Partner des Forschungs- und Entwicklungsprojekts EcoTEG sind die Daimler AG, die Robert Bosch GmbH, die J. Eberspächer GmbH & Co. KG und das Deutsche Zentrum für Luft und Raumfahrt e.V. (DLR). Gefördert wird das Projekt durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF).
(Quelle: Pressemeldung der Hochschule Rhein-Waal)
Keine Kommentare:
Kommentar veröffentlichen
Danke für deinen Kommentar!
Hinweis: Nur ein Mitglied dieses Blogs kann Kommentare posten.