Minigeneratoren als Energieretter

Foto: Photocase/ Lama-Photography

Dicke weiße Rauchwolken, die aus hohen Schloten emporsteigen - fast schon Wahrzeichen von Kraftwerken, aber auch Warnzeichen für verschwendete Energie. Bislang gab es keine effiziente Lösung, um diese einzufangen und zu nutzen. Doch jetzt könnten thermoelektrische Generatoren Umweltentlastende Retter sein.

 

Sobald Energie produziert wird, wird auch immer ein gewisser Prozentsatz davon verschleudert – meist in Form von Abwärme. Die warme Luft, die hinter den Kühlschränken fröhlich die Küchenwände wärmt, oder das laue Gebläse des auf Hochtouren laufenden PCs sind nur kleine Beispiele dafür.

 

Bis heute wurde dieser Energieverlust in Kauf genommen. Die verlorengegangene Energie wieder einzufangen, wäre kompliziert und teuer gewesen. Man fand sich damit ab, dass zum Beispiel Großkraftwerke nur 40 Prozent ihrer gewonnenen Energie in Strom umwandeln, die restlichen 60 Prozent gehen flöten.

 

Doch das muss nun nicht mehr sein: Forscher des Fraunhofer Institutes in Dresden haben thermoelektrische Generatoren (TEG) entwickelt, die großflächig eingesetzt werden können. Per Druckverfahren, wie bei einem Tintenstrahldrucker werden die Mini-Generatoren erzeugt. Statt Tinte kommt eine aktive Polymer-Paste aus der Kartusche und lässt die etwa 20 bis 30 Mikrometer dicken thermoelektrischen Schichten entstehen. „Die Generatoren benötigen eine gewisse Dicke, um aus Temperaturunterschieden elektrische Spannung aufzubauen. Um die nötige Tiefe zu erzielen, könnten sich aktuell verfügbare 3D-Druckverfahren sehr gut eignen“, erklärt Dr. Aljoscha Roch vom Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS.

 

Auf Deutschlands Straßen: Mehrere Milliarden Kilowattstunden einsparen

 

 

Foto: Fraunhofer IWS

Roch ist guter Zuversicht. Mit den TEG könnten in Kraftwerken viel „verlorene“ Energie in Strom umgewandelt werden: „Thermoelektrische Generatoren haben momentan einen Wirkungsgrad von etwa acht Prozent. Das hört sich wenig an. Doch wenn wir es schaffen, die TEG kostengünstig, großflächig und aus flexiblen Materialien herzustellen, könnten wir die Innenseiten der konkav geformten Kühlturmwände in großem Stil damit ausstatten. Aufgrund der enormen Energiemenge, die in den riesigen Anlagen entstehen – pro Sekunde verdampfen etwa 1500 Liter Wasser – könnten wir so große Mengen an Strom erzeugen“, so Roch.

 

Und nicht nur in Kraftwerken würden die TEG eine Menge an Energie einsparen, sondern auch im Alltag. TEG im Auspuff eines PKW montieren und schon läuft die Bordelektronik von allein. Bei einem Test konnten 600 Watt, also die Stromleistung von etwa 6 Glühbirnen, bereits nachgewiesen werden. Potenziert auf die vielen Millionen Fahrzeuge, die alleine auf Deutschlands Straßen unterwegs sind, ließen sich durch die thermoelektrischen Generatoren mehrere Milliarden Kilowattstunden einsparen.

 

Das Beste: TEG lassen überall einsetzen, wo Temperaturunterschiede entstehen – ein Grad Differenz reicht schon aus. „Abwärme entsteht im Prinzip beim Betrieb jeder technischen Anlage: Mit TEG, montiert an industriellen Produktionsstraßen, in der Kanalisation, an großen Rechenzentren oder an jeglicher Art von Abluftsystemen, ließen sich sehr große, bislang noch ungenutzte Energiequellen erschließen“, schließt Roch.

 

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