Soluzioni termoelettriche per generare energia elettrica dal calore di scarico disperso
Anche se da molto tempo si sa che il calore disperso può essere convertito in energia, l’efficienza dei primi sistemi termoelettrici per la produzione di energia era talmente bassa da limitare le loro applicazioni. Il progetto POWER DRIVER (An innovative environmentally friendly thermo-electric power generation system for automotive and marine applications that is powered by exhaust waste thermal energy to reduce fuel consumption), finanziato dall’UE, si propone di progettare generatori termoelettrici che potrebbero essere prodotti in massa per essere utilizzati nel recupero del calore disperso dalle automobili. Sono stati progettati due piccoli generatori termoelettrici: uno basato su materiali a base di siliciuri e un altro su materiali a base di tellururo. I materiali a base di siliciuri e tellururo di piombo sono stati sintetizzati e quindi lavorati usando la sinterizzazione con plasma a scintilla per produrre materiali termoelettrici con prestazioni paragonabili a quelle presenti in letteratura. Per ciascun generatore sono state sviluppate differenti tecniche di giunzione in base alle temperature di funzionamento che sono state calcolate in precedenza per ogni modulo. Uno scambiatore di calore ad aria calda di scarico è stato progettato e ottimizzato. Questo ha aiutato a massimizzare il trasferimento di calore non producendo troppa contropressione di scarico e mantenendo allo stesso tempo un risparmio netto di carburante. Il team ha inoltre progettato, creato e convalidato delle piastre per il raffreddamento. I dispositivi termoelettrici sono stati completati con componenti elettronici di controllo e di potenza. Il sistema automobilistico integrato è stato montato su una piattaforma di test per l’aria calda dotata di una strumentazione completa per simulare lo scarico di un’automobile a benzina con una cilindrata di due litri. Sono stati preparati i manuali di prodotto e sono stati organizzati eventi per il trasferimento tecnologico. Un piano aziendale si è concentrato sullo sviluppo di una tecnologia di base innovativa che consentirà ai partner del progetto di guidare lo sviluppo di generatori termoelettrici nell’industria automobilistica e in quella marittima. Sono state inoltre identificate altre applicazioni e mercati a cui puntare. Le soluzioni per i materiali termoelettrici richiedono successivi progetti che sfruttino pienamente e sviluppino ulteriormente i risultati ottenuti da POWER DRIVER. Solo allora si potranno vedere i pieni benefici socioeconomici e ambientali di un sistema per generare energia elettrica dal calore di scarico disperso.
