Prof. Krzysztof Wojciechowski wraz ze swoim zespołem z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, od wielu lat pracuje nad rozwojem technologii termoelektrycznych, które mogą być zastosowane do efektywnego wykorzystania różnych źródeł energii odnawialnej. Podobnie jak w systemach fotowoltaicznych działanie urządzeń termoelektrycznych oparte jest na specjalnych półprzewodnikach nazywanych termoelektrykami. Jednak w odróżnieniu od fotowoltaiki, która służy do konwersji energii słonecznej, urządzenia termoelektryczne przetwarzają ciepło wprost na prąd elektryczny. Tak jak w przypadku siostrzanej technologii, są znacznie bardziej niezawodne niż tradycyjne metody generowania energii ze względu na brak jakichkolwiek części ruchomych. Z powodu wielu swoich zalet stosowane są do zasilania sond kosmicznych i innych urządzeń wymagających trwałych i bezobsługowych systemów energetycznych. Przewiduje się, że wprowadzenie tej technologii na szeroką skalę pozwoliłoby na lepsze wykorzystanie pierwotnych źródeł energii oraz ograniczenie emisji gazów cieplarnianych.
Zespół prof. Wojciechowskiego opracował, w ramach projektu TEAM-TECH finansowanego ze środków Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, przełomowe materiały termoelektryczne, które posiadają znacznie wyższą sprawność konwersji energii w stosunku do materiałów komercyjnie dostępnych, sięgającą nawet 16%. Niektóre z opracowanych na AGH materiałów są też znacznie tańsze i mogą być wytwarzane całkowicie z surowców dostępnych w Polsce. Wraz z członkami konsorcjum projektu TECH-MAT-STRATEG NCBiR: Instytutem Fizyki PAN, Siecią Badawczą Łukasiewicz oraz polską spółką Helioenergia zespół opracował technologię wytwarzania nowego rodzaju generacyjnych modułów termoelektrycznych dostosowanych do konwersji ciepła niskoparametrycznego. Nowatorskie konwertery termoelektryczne, charakteryzują się wysoką gęstości mocy, nawet dziesięciokrotnie większą w stosunku do ogniw fotowoltaicznych przy zbliżonych kosztach materiałowych. Opracowane konwertery termoelektryczne są łatwe do zintegrowania z innymi urządzeniami, co pozwala na ich wykorzystanie w różnych aplikacjach, przemysłowych np. do odzysku ciepła odpadowego powstającego w licznych procesach technologicznych: w hutach, zakładach metalurgicznych, cementowniach, rafineriach itp. Konwertery tego typu mogą też znaleźć zastosowanie w prototypowych elektrowniach słonecznych, geotermalnych czy hybrydowych układach zasilania.
Opracowana technologia produkcji modułów termoelektrycznych pozwala także na wytwarzanie półprzewodnikowych pomp ciepła i systemów chłodniczych. Podobnie jak w przypadku systemów generacyjnych zaletą tych urządzeń jest bezgłośna praca, wysoka niezawodność, niskie koszty wytwarzania a także brak szkodliwych dla środowiska czynników chłodniczych, które często występują w systemach sprężarkowych. Systemy te mogłyby być użyte w systemach grzewczych gospodarstw domowych alternatywnie do klasycznych, sprężarkowych pomp ciepła.
Urządzenia termoelektryczne w integracji z OZE są z natury ekologiczne; nie generują emisji gazów cieplarnianych ani innych szkodliwych substancji, przyczyniając się do ochrony środowiska. Dzięki swojej prostocie i niezawodności urządzenia termoelektryczne, podobnie jak fotowoltaika, mają potencjał aby w najbliższej przyszłości stać się ważnym elementem zrównoważonej i efektywnej produkcji energii.
Zapraszamy na 8. Forum Inteligentnego Rozwoju Uniejów 2023. www.irforum.pl
Centrum Inteligentnego Rozwoju
ul. Fabryczna 43
43-110 Tychy
tel.: +48 32 307 22 42
e-mail: biuro@ircentrum.pl
