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2014年,热电能量采集的好日子终于来了

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2014/12/31
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截至2014年前,总体上人们对热电能量采集的兴趣有限,它的使用仅仅局限在汽车应用中,譬如宝马在这方面耕耘了二十年却没有向市场拿出像样的任何东西。对太阳能光电和其他技术,热电能量采集理论上可达到的最大效率是50%,而在实际应用中,仅能达到理论值的十分之一不到,只有3%左右。

然而,到了2014年,市场对热电能量采集的态度发上了180度的大逆转。标志性事件包括日本的Komatsu KELK在其庞大的工程车辆上试验了1.5千瓦的热电模块,显示热电能量采集不仅仅只是提供信号电源;EnOcean联盟在采暖散热器中部署了大量的信号级热电采集模块,来为执行无线无电池供电的楼宇控制中的突发式UHF信号提供能量,当然,在EnOcean的设备中采用的基本仍是电动和光电能量采集,热电能量采集只是一个备胎。

另一个比较关键的事件是Komatsu和其他公司将热电转化的效率提升超过两倍,达到7.5%,至少对小器件是这样,例如,从运行中发热的电子元件上产生电量;施耐德电气开始采用这种技术,用于由诸如铜电源母线上散发的热量触发和供电的无线传感器上。

第三,从混合动力汽车的发动机和排气中进行热电能量采集变得越来越现实可行了。2014年日本的AIST、Komatsu,英国的国家物理实验室(Alexandre Cuenat 正在研究标准测试和新器件),再加上在欧洲和美国举行的各种各样的电动汽车的会议活动,都传递出同一个信息,那就是热电能量采集技术将在2018年上路的汽车中实现商用。

唯一的分歧是,到底是混合动力车还是公交车将第一个采用热电能量采集技术,因为这样的车辆的成本不仅仅体现在车辆本身的售价上,还体现在保有成本和环保认证上。

进入2015年,有业内研究机构认为,热电能量采集技术将在2018年大规模应用在混合动力汽车中。到2020年,这种应用将更加普遍,而且几乎全部用于为电池、日益增加的超级电容和供电用超级电容电池充电。

在汽车内的无线设备中这种技术应用很少,因为按照其位置分布,很难产生正常工作所需的温度差。从逻辑上讲,热电能量采集应该首先在大型车辆包括军事用途车辆中得到推广,因为提高效率不仅仅节省金钱,还可以简化燃料供给的物流问题(美军计划在这个方面降低70%的油耗),并改善安全问题。

研究机构认为,混合动力汽车的销量将超过那些没有足够温度差进行热电能量采集的纯电动汽车,这种市场情况将持续到2030年。我们预计热电仍然是能采集车辆能量的唯一形式,其中材料不是成本的最大组成部分,不过降低材料成本的工作也正在进行中,方式是通过增加额外的工艺流程取代目前的微加工。

材料成本分量不重的言外之意是,由于价格敏感度和成本的降低程度都有限,毒性较低的材料和成型材料将大被看好。可以定位的汽车市场主要是混合动力汽车的充电应用,如果建立了良好的商业模式,到2025年这个市场将达到大约900万台。

进一步推测,传统汽车仍然占2025年生产汽车的大多数,因为现在的暖通空调HVA启动用电池可加载高达500W,因此传统汽车将包含越来越多的能量采集应用以降低燃料的使用。

有些制动-起动技术是机电能量采集方式,还有部分发电机以类似于电动汽车的再生制动方式工作。因此,在那些发热的发动机上进行热电能量采集,会在我们预期的2025年的热电能量采集应用的数据基础上增加数千万的增量,这是完全可能的,当然也并不一定如此。

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来源: 与非网,作者: 与非网记者,原文链接: https://www.eefocus.com/article/336523.html

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