Eine ungenutzte Energiequelle wird erschlossen
Thermoelektrische Generatoren nutzen Niedertemperatur-Wärme. Fraunhofer-Forscher in Dresden haben jetzt einen großen Schritt zur Nutzung gemacht: Durch ein Druckverfahren lassen sie sich preiswert herstellen.
Weltweit werden gewaltige Mengen an Wärmeenergie ungenutzt in die Umwelt entlassen. Es gibt zwar thermoelektrische Generatoren, die daraus Strom erzeugen könnten. Doch die sind so teuer, dass es sich nur in Spezialfällen lohnt. Jetzt hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden einen Durchbruch gemeldet. Es stellt derartige Energiewandler Schicht für Schicht mit einem Drucker her. Als Werkstoff haben sich die Forscher für elektrisch leitende Kunststoffe entschieden. Die heute genutzten sehr teuren Generatoren bestehen teilweise aus Werkstoffen, die die Umwelt belasten.
Europa-Projekt überholt?
Mit ihrer Technologie scheinen die Dresdner H2ESOT (Heat 2 Electrical Energy via Sustainable Organic Thermoelectrics) überholt zu haben, ein Projekt der Europäischen Union, das gerade angelaufen ist. Auch hier geht es um die kostengünstige Herstellung von thermoelektrischen Generatoren. Wenn sie sich großflächig herstellen lassen, können sie beispielsweise einen Teil der Energie, die ungenutzt in Kühltürmen vernichtet wird, zur Stromerzeugung nutzen. Damit ließe sich der Wirkungsgrad von Kern-, Kohlen- und Gaskraftwerken um einige Prozentpunkte verbessern. Allein in Deutschland ließen sich so bis zu zehn Milliarden Kilowattstunden Strom erzeugen. Der Gesamtverbrauch liegt bei 550 Milliarden Kilowattstunden.
Die Einsatzmöglichkeiten von thermoelektrischen Generatoren beschränken sich nicht auf Kühltürme von Kraftwerken. In großen Rechenzentren fallen gewaltige Mengen an Abfallwärme an, ebenso in zahlreichen produzierenden Betrieben. Weil schon ein Temperaturunterschied von zehn oder 20 Grad reicht, ließe sich sogar die Energie von Abwässern in Ein- und Mehrfamilienhäusern sowie von Bürogebäuden nutzen. Versuchsweise wurden derartige Stromerzeuger bereits im Abgasstrom von Autos platziert, um die Bordelektronik zu entlasten.
Die Stromerzeugung beruht auf dem so genannten Seebeck-Effekt. Im Prinzip werden dazu zwei unterschiedliche leitende Werkstoffe durch einen Draht verbunden. Wenn dieser Draht erhitzt wird, werden die Elektronen aktiv und fließen zur kälteren Seite des Generators. Die elektrische Spannung zwischen beiden Seiten lässt einen Strom fließen.
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