Peltier-Element als autarke und regenerative solarthermische Energiequelle für Gebiete mit hoher Globalstrahlung

Abstract

In der vorliegenden Bachelorarbeit wird die Entwicklung einer neuartigen, regenerativen und autarken Energiequelle auf thermoelektrischer Basis beschrieben. Im Anschluss wird mit Hilfe einer eigenen Methode der Ertrag an einem Standort mit hoher Globalstrahlung abgeschätzt. Unter Verwendung praktischer Versuche konnte ein funktionsfähiges Energiesystem entworfen werden, das aus einer Kombination von Sonnenkollektor und handelsüblichem Peltier-Element besteht. Dabei sorgt die Sonnenenergie für die Erhöhung der Temperatur auf der Warmseite des Elements, ein Fließgewässer dient zur Kühlung der Kaltseite sowie zur Durchmischung der Solarflüssigkeit. Die Arbeit enthält neben der Theorie auch die Beschreibung der Versuche zum Verständnis von Peltier-Elementen und Solarthermie sowie eines daraus kombinierten neuen Kollektors. Die Untersuchungen ergaben, dass die regenerative Energiequelle funktionsfähig, derzeitig in Bezug auf Wirtschaftlichkeit und Ertrag den herkömmlichen Photovoltaiksystemen aber deutlich unterlegen ist.

Inside this report the construction of a novel renewable electrical energy source, which bases on thermoelectrics, is described. Subsequently, the energy output at a location with high global radiation will be estimated by a self-developed method. Under the usage of experiments a functional power system has been created, which consists of a combination of a solar collector and a commercially available Peltier element. The sun energy generates heat for the element’s hot side, running water is for cooling the cold side and mixing the solar fluid. The report contains in addition to theory also test records about Peltier elements and solar thermal energy as well as the combination of both. As a result the energy source is operative but under the aspects of cost effectiveness and energy output in an inferior position compared to conventional photovoltaics.