Preview

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

Экспериментальное исследование характеристик отопительно-варочной термоэлектрической печи

https://doi.org/10.15518/isjaee.2016.19-20.029-040

Полный текст:

Аннотация

В статье рассматривается совместное производство тепловой и электрической энергии c использованием термоэлектрических генераторов. Объектом исследования является дровяная печь, на стенках топки которой размещены термоэлектрические генераторы, охлаждаемые с помощью вентиляторов, причем энергия для этих вентиляторов вырабатывается генераторами. Исследуются характеристики термоэлектрических генераторов при интенсивном горении топлива и их изменение в ходе нагрева печи при розжиге топлива и последующем ее остывании. Максимальная вырабатываемая электрическая мощность соответствует паспортной и составляет 60 Вт.

Производятся расчеты коэффициента полезного действия печи по выработке тепловой и электрической энергии. Электрический КПД печи при ее использовании для отопления составляет 0,07 %. Оценивается годовая выработка электроэнергии и возможности использования данной печи для электроснабжения в условиях Уральского региона при существующей и технически возможной эффективности термоэлектрического преобразования энергии; предлагаются пути повышения эффективности системы «печь – ТЭГ». 

Об авторах

А. Д. Никитин
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
Россия

Сведения об авторе: инженер-исследователь кафедры «Атомные станции и возобновляемые источники энергии», Уральский федеральный университет.

Образование: Уральский федеральный университет (УрФУ) (2016 г.).

Область научных интересов: малая и нетрадиционная энергетика; энергетический анализ эффективности установок нетрадиционной энергетики; солнечная энергетика; исследования теплофизических процессов в энергетике.

Награды и научные премии: победитель всероссийских выставок и конференций, имеет грамоты.

Публикации: 30. 

д. 19, ул. Мира, г. Екатеринбург, 620002

тел./факс: +7(343)375-97-37


С. Е. Щеклеин
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
Россия

Сведения об авторе: д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой «Атомные станции и возобновляемые источники энергии» Уральского федерального университета имени первого Президента России Б.Н. Ельцина.

Научный руководитель ряда реализованных инновационных проектов, в т.ч., «Энергоэффективный дом для села», «Системы солнечного энергоснабжения автономных потребителей специального назначения», «Солнечные системы охранной сигнализации» и др.

Член редколлегий журналов «Известия вузов. Ядерная энергетика», международного научного журнала «Альтернативная энергетика и экология», сборника трудов УГТУ-УПИ «Теплофизика ядерных энергетических установок», трудов Одесского национального политехнического университета, научно-технического журнала «Энергоэффективность и анализ».

Заслуженный энергетик России, действительный член Международной энергетической академии.

Образование: Уральский политехнический институт (УГТУ-УПИ) (1972 г.).

Область научных интересов: термодинамика ядерных энергетических установок; проблемы атомной энергетики и теплофизики двухфазных потоков; продление ресурса и повышение надежности оборудования АЭС; солнечная энергетика; ветровая энергетика; биоэнергетика.

Публикации: более 450, в том числе, 5 монографий, 26 изобретений. 

д. 19, ул. Мира, г. Екатеринбург, 620002

тел./факс: +7(343)375-97-37


Ю. Е. Немихин
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
Россия

Сведения об авторе: старший преподаватель кафедры «Атомные станции и возобновляемые источники энергии», Уральский федеральный университет.

Образование: Уральский государственный университет имени А.М. Горького (УрГУ) (1971 г.).

Награды и научные премии: Почетная грамота министерства энергетики и жилищно- коммунального хозяйства Свердловской области за многолетний добросовестный труд по подготовке кадров для энергетических предприятий страны (2011 г.).

Область научных интересов: разработка физических основ нетрадиционных и возобновляемых источников энергии; методы компьютерной диагностики и мониторинга в энергетике.

Публикации: более 30. 

д. 19, ул. Мира, г. Екатеринбург, 620002

тел./факс: +7(343)375-97-37


У. Ш. Муродов
Таджикский технический университет им. академика М.С. Осими
Таджикистан

Сведения об авторе: магистрант кафедры «Атомные станции и возобновляемые источники энергии» Уральского федерального университета имени первого Президента России Б.Н. Ельцина (по направлению Таджикского технического университета им. академика М.С. Осими (ТТУ) в рамках сетевого университета).

Образование: Таджикский технический университет им. академика М.С. Осими (ТТУ) (2014 г.).

Область научных интересов: нетрадиционные и возобновляемые источники энергии; когенерационные системы тепло- и электро- снабжения.

Публикации: 1. 

д. 10, просп. академиков Раджабовых, г. Душанбе, 734042

тел.: +(992-37)221-35-11


Н. Б. Холов
Таджикский технический университет им. академика М.С. Осими
Таджикистан

Сведения об авторе: магистрант кафедры «Атомные станции и возобновляемые источники энергии» Уральского федерального университета имени первого Президента России Б.Н. Ельцина (по направлению Таджикского технического университета им. академика М.С. Осими (ТТУ) в рамках сетевого университета).

Образование: Таджикский технический университет им. академика М.С. Осими (ТТУ) (2014 г.).

Область научных интересов: нетрадиционные и возобновляемые источники энергии; когенерационные системы тепло- и электро- снабжения.

Публикации: 1. 

д. 10, просп. академиков Раджабовых, г. Душанбе, 734042

тел.: +(992-37)221-35-11


Список литературы

1. Rowe D.M. CRC Handbook of Thermoelectrics. CRC Press., 1995. 701 p.

2. Rowe D., Min G. Evaluation of thermoelectric modules for power generation // J. Power Sources. 1998. Vol. 73. P. 193–193.

3. Chen M., Lund H., Rosendahl L., Condra T.J. Energy efficiency analysis and impact evaluation of the application of thermoelectric power cycle to todays CHP systems // Appl. Energy. 2010. Vol. 87. P. 1231–1238.

4. Yazawa K., Shakouri A. Cost-efficiency trade-off and the design of thermoelectric power generators // Environ. Sci. Technol. 2011. Vol. 45. P. 7548–7553.

5. Правдинский завод электрического оборудования. Электронный ресурс: http://позит.рф

6. Термоэлектрическая печь «Вега». Электронный ресурс: http://ecovolt.ru/upload/Manual_VEGA.pdf

7. Devil Watt™ TEG Power Wood Stove Thermoelectric Generator. Электронный ресурс: /www.tegpro.com

8. Power Module Installation Notes. Электронный ресурс: www.thermonamic.com

9. Champier D., Bedecarrats J.P., Kousksou T., Rivaletto M., Strub F., Pignolet P. Study of a TE (thermoelectric) generator incorporated in a multifunction wood stove // Energy. 2011. Vol. 3. P.1518–1526.

10. Goldsmid H. Bismuth telluride and its alloys as materials for thermoelectric generation // Materials. 2014. Vol. 7. P. 2577–2592.

11. Анатычук Л.И., Михайловский В.Я. Термоэлектрические генераторы на жидком и газообразном топливе, современное состояние и перспективы // Термоэлектричество. 2007. № 4. С. 9–25.

12. Коротков А.С., Лобода В.В. Моделирование и экспериментальное исследование термоэлектрических генераторов // Электронная техника. Серия 3: Микроэлектроника. 2016. № 1 (161). С. 53–57.

13. Шостаковский П. Термоэлектрические источники альтернативного электропитания // Компоненты и технологии. 2010. № 12. C. 131– 138.

14. Wang Y., Dai C., Wang S. Theoretical analysis of a thermoelectric generator using exhaust gas of vehicles as heat source // Appl. Energy. 2013. Vol. 112. P. 1171–1180.

15. Башмаков И.А. Потенциал энергосбережения в России // Энергосбережение. 2008. № 1. C. 28–35.

16. Печь «Индигирка». Электронный ресурс: http://www.termofor.ru/catalog/model/pechi_portativnie/indigirka/

17. Гладиков А.А., Щеклеин С.Е. Повышение надежности систем катодной защиты магистральных газопроводов за счет ВИЭ // Сборник материалов Всероссийской конференции «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности. Энергообеспечение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии». Екатеринбург: УрФУ, 2012. С. 61–63.

18. Montecucco А., Siviter J., Knox A.R. Constant heat characterisation and geometrical optimization of thermoelectric generators // Applied Energy. 2015. Vol. 149. P. 248–258.

19. Orr B., Singh B., Tan L., Akbarzadeh A. Electricity generation from an exhaust heat recovery system utilising thermoelectric cells and heat pipes // Appl. Therm. Eng. 2014. Vol. 73. P. 586–595.

20. Jang J.C., Chi R.G., Rhi S.H., Lee K.B., Hwang H.C., Lee J.S., et al. Heat pipe-assisted thermoelectric power generation technology for waste heat recovery // J. Electron. Mater. 2015. Vol. 44. P. 2039–2047.

21. Orr B., Akbarzadeh A., Mochizuki M., Singh R. Simulation and experimental study on thermal optimization of the heat exchanger for automotive exhaust-based thermoelectric generators // Case Studies in Thermal Engineering. 2014. Vol. 4. P. 85–91.

22. Щеклеин С.Е., Стариков Е.В., Немихин Ю.Е., Никитин А.Д., Жуков А.В., Коржавин С.А. Экспериментальное исследование пародинамических систем охлаждения критических элементов в аварийных ситуациях // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). 2015. № 8–9. С. 86–92.


Для цитирования:


Никитин А.Д., Щеклеин С.Е., Немихин Ю.Е., Муродов У.Ш., Холов Н.Б. Экспериментальное исследование характеристик отопительно-варочной термоэлектрической печи. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2016;(19-20):29-40. https://doi.org/10.15518/isjaee.2016.19-20.029-040

For citation:


Nikitin A.D., Shcheklein S.E., Nemikhin Y.E., Murodov U.S., Holov N.B. Experimental Study of the Thermoelectric Wood Burning Stove Characteristics. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2016;(19-20):29-40. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2016.19-20.029-040

Просмотров: 185


ISSN 1608-8298 (Print)