Dane teoretyczne i pomiarowe w ocenie ilości energii elektrycznej z generatorów termoelektrycznych napędzanych ciepłem z sieci ciepłowniczej

• Autorzy: Sidorczyk Marek , Niemierka Elżbieta , Jadwiszczak Piotr

Identyfikatory

DOI

10.15199/17.2025.2.5

Warianty tytułu

EN

Theoretical and real data in the assessment of electricity generation in thermoelectric generator driven by the heating network

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ogniwa TEG (generatory termoelektryczne) nadają się do lokalnego wytwarzania energii elektrycznej z ciepła sieciowego, np. w celu zasilania rozproszonych urządzeń pomiarowych na sieci ciepłowniczej. Właściwa ocena wdrożenia TEG wymaga oszacowania potencjalnych ilości generowanej w TEG energii elektrycznej oraz zmienności tej produkcji w skali roku. Przedstawiono i porównano trzy metody szacowania i oceny podaży energii elektrycznej z ogniw TEG oparte na innych zbiorach danych: (1) teoretyczna krzywa grzewcza i teoretyczna temperatura zewnętrzna według typowego roku meteorologicznego (ozn. TT), (2) teoretyczna krzywa grzewcza rzeczywista i rzeczywista temperatura powietrza zewnętrznego (ozn. TR) oraz (3) rzeczywista temperatura wody w sieci ciepłowniczej i rzeczywista temperatura powietrza zewnętrznego (ozn. RR), dla dwóch różnych lokalizacji w obrębie jednego systemu ciepłowniczego.

EN

The TEG cells (thermoelectric generators) are suitable for local power generation from district heating, e.g. to supply a distributed monitoring devices. The assessment of TEG implementation requires the estimation of the generated energy and its annual variability. Three methods for estimating electricity production from TEG based on different data sets were presented and compared: (1) theoretical heating curve and ambient temperatures of a typical meteorological year (TT), (2) theoretical heating curve and real ambient air temperature (TR), and (3) real supply and return temperature and real ambient temperature (RR), for two different locations and in district heating network.

Słowa kluczowe

PL

generatory termoelektryczne; generatory termoelektryczne TEG; ciepłownictwo

EN

thermoelectric generator; thermoelectric generator TEG; district heating

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Gaz, Woda i Technika Sanitarna
• Rocznik: 2025
• Tom: Nr 2
• Strony: 29--36
• Opis fizyczny: Biblogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Sidorczyk Marek

• Insanit Sp. z o. o

autor

Niemierka Elżbieta

• Wydział Inżynierii Środowiska Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

• https://orcid.org/0000-0002-4846-6550

autor

Jadwiszczak Piotr

• Wydział Inżynierii Środowiska Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

• https://orcid.org/0000-0003-3896-2056

Bibliografia

• [1] Aliahmadi Mohammad, Moosavi Ali, Sadrhosseini Hani. 2021. “Multi-objective optimization of regenerative ORC system integrated with thermoelectric generators for low-temperature waste heat recovery”. Energy Reports 7: 300-313. DOI: j.egyr.2020.12.035.
• [2] Behzadi Amirmohammad, Arabkoohsar Ahmad. 2020. “Comparative performance assessment of a novel cogeneration solar-driven building energy system integrating with various district heating designs”. Energy Conversion and Management 220: 113101. DOI: j.enconman.2020.113101.
• [3] Bolhar-Nordenkampf Johannes, Proll T., Hofbauer Hermann, Aichernig Christian. 2006. “Analysis of Thermoelectric Generators Replacing Low Temperature Heat Exchangers in the Biomass CHP Plant Gussing”. Proceedings of the ASME 8th Biennial Conference on Engineering Systems Design and Analysis 4: Fatigue and Fracture, Heat Transfer, Internal Combustion Engines, Manufacturing, and Technology and Society: 305-313. DOI: 10.1115/ESDA2006-95475
• [4] Chen Min, Lund Henrik, Rosendahl Lasse A., Condra Thomas J. 2010. “Energy efficiency analysis and impact evaluation of the application of thermoelectric power cycle to today’s CHP systems”. Applied Energy 87 (4): 1231-1238. DOI: j.apenergy.2009.06.009.
• [5] Khanmohammadi Shoaib, Kizilkan Onder, Musharavati Farayi. 2022. “Comparative analyses of a novel solar tower assisted multi-generation system with re-compression CO2 power cycle, thermoelectric generator, and hydrogen production unit”. International Journal of Hydrogen Energy 47 (62): 25984-25999. DOI: j.ijhydene.2022.04.082.
• [6] Lachman Paweł, Djaków Piotr. 2021. „Zmiany klimatu i ich wpływ na projektowanie instalacji c.o. z pompami ciepła w budynkach”. PORT PC. Kraków.
• [7] Lan Yuncheng, Lu Junhui, Wang Suilin. 2024. “An experimental study on the performance of TEGs using uniform flow distribution heat exchanger for low-grade thermal energy recovery”. Energy 292: 130506. DOI: j.energy.2024.130506.
• [8] Miao Zhuang, Meng Xiangning, Liu Lin. 2022. “Analyzing and optimizing the power generation performance of thermoelectric generators based on an industrial environment”. Journal of Power Sources 541: 231699. DOI: j.jpowsour.2022.231699.
• [9] Miao Zhuang, Meng Xiangning, Li Xi. 2023. “Design a high-performance thermoelectric generator by analyzing industrial heat transfer”. Applied Energy 347: 121403. DOI: j.apenergy.2023.121403.
• [10] Narowski Piotr. 2022. „Nowe typowe lata meteorologiczne dla Polski”. Rynek Instalacyjny 11: 32-36.
• [11] Narowski Piotr. 2020. „Parametry obliczeniowe powietrza zewnętrznego i strefy klimatyczne Polski do obliczania mocy w systemach chłodzenia, wentylacji i klimatyzacji budynków”. Instal 12: 21-30. DOI: 10.36119/15.2020.12.3.
• [12] Ramadhani Farah, Hussain M.A., Mokhlis Hazlie, Illias Hazlee Azil. 2020. “Optimal heat recovery using photovoltaic thermal and thermoelectric generator for solid oxide fuel cell-based polygeneration system: Techno-economic and environmental assessments”. Applied Thermal Engineering 181: 116015. DOI: j.applthermaleng.2020.116015.
• [13] Sidorczyk Marek. 2016. “Wykorzystanie ciepła do lokalnego wytwarzania energii pomocniczej dla systemów cieplnych”. Rozprawa doktorska, Wrocław: Politechnika Wrocławska.
• [14] Sidorczyk Marek, Jadwiszczak Piotr. 2018. “Wykorzystanie generatorów termoelektrycznych do lokalnego wytwarzania energii pomocniczej w systemach cieplnych”. Rynek Instalacyjny 7-8: 59-64.
• [15] Sidorczyk Marek, Niemierka Elżbieta, Jadwiszczak Piotr. 2024. “Generatory termoelektryczne do lokalnego zasilania urządzeń pomiarowych w komorach ciepłowniczych”. Gaz, Woda i Technika Sanitarna 7-8: 21-27. DOI:10.15199/17.2024.8.5.
• [16] “Statystyczne dane klimatyczne dla obszaru Polski do obliczeń energetycznych budynków”. Otwarte Dane Serwis Rzeczypospolitej Polskiej. https://dane.gov.pl/pl/dataset/797,typowe-lata-meteorologiczne-i-statystyczne-dane-klimatyczne-dla-obszaru-polski-do-obliczen-energetycznych-budynkow
• [17] Wang Jialong, Wu Jingyi Yi, Zheng Chunyuan. 2014. “Simulation and evaluation of a CCHP system with exhaust gas deep-recovery and thermoelectric generator”. Energy Conversion and Management 86: 992-1000. DOI: 10.1016/j.enconman.2014.06.036.
• [18] Yang Wei, Xie Heping, Sun Licheng, Ju Cheng, Li Bixiong, Li Cunbao, Zhang Hongyin, Liu Hongtao. 2021. “An experimental investigation on the performance of TEGs with a compact heat exchanger design towards low-grade thermal energy recovery”. Applied Thermal Engineering 194: 117119. DOI: j.applthermaleng.2021.117119.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).