Dansk generator laver strøm af varmen i lastbilers udstødningsgas
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
By signing up, you agree to our Terms & Conditions and agree that Teknologiens Mediehus and the IDA Group may occasionally contact you regarding events, analyzes, news, offers, etc. by telephone, SMS and email. Newsletters and emails from Teknologiens Mediehus may contain marketing from marketing partners.

Dansk generator laver strøm af varmen i lastbilers udstødningsgas

Udstødningen fra de tusinder af lastbiler, der dagligt drøner rundt på de danske motorveje, er ikke alene en miljømæssig belastning med tonsvis af CO2 og farlige partikler.

Den er også en kæmpe energiressource, fordi motorens spildvarme i udstødningen kan udnyttes og omsættes til strøm ved hjælp af en termoelektrisk generator. Det mindsker belastningen på bilens generator og sparer dermed brændstof.

Iværksættervirksomheden TEGnology fra Vejle har arbejdet på teknologien i årevis, og i januar fik virksomheden tildelt 2,3 mio. kr. fra Energistyrelsen til arbejdet med at udvikle et billigt og effektivt termo­elektrisk modul (TEM) til Volvos lastbiler.

En af udfordringerne ved at udvikle termoelektriske moduler til lastbiler er, at de skal kunne fungere ved meget høje temperaturer. Her mener TEGnology at have erobret sig en konkurrencefordel ved at samarbejde med Aarhus Universitet om udvikling af materialer, der kan fungere ved helt op til 400 grader celsius.

»Det er unikt for termoelektriske moduler, og fordi vi har licens til at producere materialet, giver det os et forspring på markedet,« siger TEGnologys direktør, Paul Egginton.

»Vores test af modulet har vist, at det kan yde 100 W og dermed reducere presset på bilens indbyggede generator og få bilen til at køre 10 pct. længere på literen – og på længere sigt kan vi måske optimere modulet, så bilens egen generator helt kan undværes,« siger han.

Adgang til nyeste forskning

Samarbejdet med Aarhus Universitet opstod i 2009, da TEGnologys grundlægger, Flemming Bjørn Hansen, i sin søgen efter ny viden gentagne gange stødte på en bestemt forskers navn.

»Så tog jeg ganske enkelt telefonen og ringede til Center For Materialekrystallografí, som siden slutningen af halvfemserne har haft den specifikke ekspertise på området for termoelektriske materialer, og som på daværende tidspunkt næsten havde materialet zinkantimonoid klar til produktion. Dermed fik jeg en hurtig og nem adgang til den nyeste forskning på området, og universitetets forskere blev glade, fordi de på den måde fik afprøvet deres materialer i praksis. Senere i samarbejdet blev det så et krav, at der også skulle forskes i det andet halvledermateriale magnesiumsilicid, så vi kunne komme videre med modulet,« siger Flemming Bjørn Hansen.

TEGnology er nu klar med sin anden prototype af modulet, og efter en række succesfulde test hos det tyske firma Mahle bliver TEM’en til sommer præsenteret på den store messe Thermoelectrica i USA, hvor testmodulerne gerne skulle stå klar til salg, og hvor firmaet håber at skabe kontakter i industrien.

Den "sidste nye forskning" har altså genopfundet Seebeck effekten fra midt i 1800-tallet og man har taget den gode gamle traver Peltier-elementet, sat et nyt klistermærke på det og sælger det som noget nyt.

Det eneste menneskeskabte objekt (Voyager 1) der har forladt solsystemet, har en sådan dims om bord. Det er faktisk den eneste energikilde om bord og den eneste årsag til at vi stadig hører fra sonden, der blev sendt op i 1977. Se RTG. Voyager1 (og 2) blev designet mange år tidligere og RTG'en blev betragtet som en sikker og gennemprøvet teknik omend ineffektiv. En virkningsgrad på 5-7% får ikke nogen til at klappe i hænderne.

Og så får 100 W (0,13 HK) en lastbil til at køre 10% længere på en liter diesel? Jow, go' daw do.

  • 25
  • 1

Det vil jo være super hvis spildvarmen fra en forbrændingsmotor kunne udnyttes til noget fornuftigt, men jeg synes ikke tallene i artiklen passer sammen. En lastbilmotor yder vel (afhængigt af lastbilens størrelse) i størrelsesordenen 100 kilowatt ved jævn hastighed. Jeg har svært ved at se hvordan et tilskud på 100 watt, d.v.s. 1 promille skulle kunne forbedre brændstoføkonomien med 10 %.

Hvordan hænger det sammen, forhåbentlig er teknologien ikke bare varm luft :-)

  • 26
  • 0

Nu har en lastbil jo immervæk en motor der yder over 100kW. At en belastningsændring på 100W + tab i generatorudveksling med motoren, skulle give en 10% forbedring lyder utroligt.

Edit: af indlæg ovenfor kan jeg se der er andre der også undre sig og har skrevet samtidig med mig

  • 2
  • 0

Firmaet nævner tilsyneladende selv i en artikel 'op til 10 procent for en bil'.

  • 1
  • 0

Hvad er prisen for 100W fra det termoelektriske element?
Forslag:
Mange lastbiler har et fladt tag.
Bredde max 2,55m og længde max længde 18.75m
Hvis man monterede solceller på hele arealet ville
potentialet vær: 47m2, ca 85w/m2 = 4000kWh/år.
Men man kan jo selvfølgelig udnytte begge dele.

  • 1
  • 0

Ja det fremgår desværre ikke af selve artiklen at det er planen at montere ca 80 TEG moduler omkring lastbilens udstødning. Men det kan man læse hvis man klikker på grafikken. Dvs ca 8kw effekt.

Spørgsmålet er så hvor meget det koster at få installeret en sådan pakke??

  • 6
  • 0

De har ikke brugt meget af de 2.3 miller på at lave en illustration på hvordan det virker. Jeg kunne have lavet den lastbil bedre i paint.
Og ja -. tror at selvom man slet ikke havde en generator. Så ville man ikke spare 10%. Det virker lidt vildt hvis en lastbil bruger ca. 10 KW i strøm alene. Så det vi sige at der skal nogen elmotorer på den for at kunne udnytte alt den strøm.

  • 1
  • 2

Næste år kommer der turbo på formel 1, på selve turboen har de monteret en form for genvinding, så vidt jeg ved, er det bevægelses energien der kommer fra det lufttryk, som kommer ud af motoren.

Umiddelbart vil jeg tro, at denne løsning er mere effektiv.

I de gamle propelfly dage hvor det var stempelmotorer, brugte man skovlhjul i udstødningen, som overførte lufttrykket i udstødningen til en aksel, som gik tilbage til krumtappen.

  • 1
  • 0

Ja det fremgår desværre ikke af selve artiklen at det er planen at montere ca 80 TEG moduler omkring lastbilens udstødning. Men det kan man læse hvis man klikker på grafikken. Dvs ca 8kw effekt.

Godt så, det havde jeg ikke bemærket selvom jeg havde set grafikken.

Men det ændrer ikke ved noget. Tager vi flinke-brillerne på og siger man kan vride 7% ud af Seebeck, så skal vi altså have 8 kW/0,07 = 114 kW entropi at tappe af. Fortsætter vi med at være flinke antager vi at en diesellastvogn har en gennemsnitlig effektivitet på 30%. Ergo skal lastvognen i gennemsnit bruge 380 kW eller 514 HK kontinuert for at trille lige ud.

En af de største lastbiler på europæiske veje er en Scania R730 med 730 HK. En typisk lastbil yder det halve med sømmet i bund.

Er der nogen her, der i ramme alvor vil påstå at en R730 skal bruge 70% af maksimal motorkraft for at trille med 90 km/t?

  • 3
  • 1

Michael,

Er ikke uenig med din gennemgang. Men du og andre skal lige huske at de snakker brændstofforbruget og ikke effekt.

Som bekendt får man ca 30 % energi fra motorens forbrugte brændstof, og alternator effektiviteten er måske 0.6 heraf. Så for hver J du henter via TEG har du sparet 1/(0.6*0.3) = 5.6 J brændstof

Hvad de så skal bruge alt den energi til er uklart. Men et sted og starte vil være at sætte alle pumperne på el motorer.

  • 5
  • 0

Ja, det er jo ikke noget nyt
De nye består mere i at sætte et på udstødningen

Men peltier elementer er dyre - så det skal kunne betale sig, eller er de bare blevet billigere?

  • 2
  • 0

Det er jo interressant hvor mange opfindsomme tiltag man har forsøgt sig med gennem tiderne for at få udstødningen til at hjælpe til med fremdriften af forskellige årsager. I dette tilfælde laver vi så lidt el med overskudet fra udstødningen, BMW har forsøgt sig med damp http://www.steamcar.net/bmw.html og så er der de omtalte compound motorer som omtalt højere oppe på tråden, heraf den mest kendte (og komplicerede) Napier Nomad 1 turbo-compound med efterbrænder - min favorit :-) Desværre døde denne prægtige kreation pga noget nymodens jet halløj...

Nu er det vidt forskellige motivationer der ligger til grund, til flymotorer var det ydelse i dag taler vi økonomi - spændende om denne "nye" teknologi, eller anvendelse af allerede kendt, yderligere kan udskyde elektrificeringen af transportsektoren. Det er jo ret tydeligt for enhver at stempelmotoren ikke sådan lige har tænkt sig at smide sig om på siden og uddø, bare fordi det der nymodens el-halløj er lidt oppe i tiden :-)

  • 0
  • 0

Jeg har sådan en dims stående ovenpå brændeovnen til at fordele varmen lidt bedre rundt i krogene, kører også på termisk støm, så¨nyt der er det ikke
Vi har prøvet at måle på den, den afgiver ca 0,6-1,5w alt efter hvor varm ovnen er blevet

  • 0
  • 0

Hvis man monterede solceller på hele arealet

...ville vindmodstanden vokse og lasteevnen falde. Samtidig ville køreegenskaberne forringes iogmed tyngdepunktet ville ligge højere.

Hvorfor foreslår du ikke, at man sætter en lille propel op på taget, en lille vindmølle der laver strøm?

Ing er fantasternes legeplads, stedet hvor man som ingeniør kan føle man er Superman der trodser de fysiske love og redder Verden. Gerne for skatteydernes penge, det manglede da bare!

  • 1
  • 16

Ja, det lyder næsten for godt til at være sandt - og det er det nok også det meste af tiden - men:
Hvis man forestiller sig en lastbil med en motor, som omdanner 30% af brændstoffets energi til fremdrift, 40% til varme i kølevandet, 25% varmetab til udstødningen og 5% øvrigt varmetab, med TEG koblet på 80% af udstødningen, som danner el med en virkningsgrad på 7%, så kan vi få 30% fremdrift og 25x80%x7% = 1,4% el. TEG kan altså maksimalt lave el svarende til ca 5% af motorens ydelse. For at få en brændstofbesparelse på 10% er man nødt til:
1) at have brug for denne el-effekt
2) at kunne fjerne en generator og et kileremstræk, som har en samlet virkningsgrad på kun 50%, helt fra motorrummet så tabet herfra også elimineres.
Ingeniøren har skrevet om dette mindst to gange før:
i 2008: http://ing.dk/artikel/termoelektrisk-mater...
i 2011: http://ing.dk/artikel/dampmaskine-skal-lev...

  • 2
  • 0

"Hvad de så skal bruge alt den energi til er uklart. Men et sted og starte vil være at sætte alle pumperne på el motorer"
På en kølevogn er der jo en ret stor pumpe, der bruges til at holde indholdet nedkølet/frosset. Men det er naturligvis de færreste lastvogne, der har sådan én.
Hvis man bruger fantasien lidt, kan man vel tilføje en elektrisk hjælpemotor til fremdriften.
Men hvad med at indsætte en Stirlingmotor med generator i stedet for alle de Peltierelementer? Er der nogen, der har en idé om anskaffelsesprisen og virkningsgraden på sådan én? Hvis virkningsgraden i en Dieselmotor er 30 %, må der jo være en betragtelig rest at tage af. Naturligvis overføres en del til kølevandet, men mon ikke udstødningen får det meste?

  • 0
  • 0

Det er ganske korrekt at der lige nu bliver monteret fleksible CIGS solceller på kølebiler som kan give et kærkomment supplement til de diesel drevne kølemaskiner . inden for de næste par måneder er løsningerne klar til montage også her i Skandinavien. Der er dog kun en leverandør Greenscan fra Hedensted i det jyske.

  • 4
  • 0

Nu ikke dette ånds hovmod Peter Hansen. Det kan godt være div. indslag er lidt fantasifulde her på ing.dk, men opfindelser og nye løsninger bliver ikke skabt af vanetænkende akademikere.
Du tænker åbenbart straks på et stort tungt stativ som på et villatag, men der er da lette tyndfilmsceller der snildt lader sig "indbage" i glasfibertaget, som vi ser andre steder, nu også i fly-verden.
Specielt på kølebiler, giver det da rigtig god mening at udnytte den meget store tageflade til et 5-6KWh anlæg el. mere.
At foreslå en vindmølle, er i min optik unødigt nedladende.

  • 8
  • 0

Jeg lavede et bachelorprojekt på brug af stirlingmotorer i udstødningssystemer på mindre skibsmotorer (4-takt i størrelsen fra 1-10 MW) og der var konklusionen helt klart at det ikke kunne betale sig da det var en relativt kostbar investering og potentialet var lille (størrelsesordnen 2-4% af nominel ydelse).

I forbindelse med samme projekt kiggede vi faktisk også på Seebeck-effekt generatorer, men igen stod investeringen ikke mål med resultatet.

  • 2
  • 0

Nu ved jeg ikke så forfærdentligt meget om biler, udover at de kan køre. Jeg er med på at der er et vist el-forbrug i bilen: Til at starte den med, til vinduesviskere, air-con, rulle vinduer op og ned, lys ude, lys inde, kørecomputer osv. Men kommer dette el ikke fra bilens batteri?

  • 0
  • 2

Jo... til en hvis grad, men hvor mon batteriet skaffer sin el fra? Jeg går ikke ud fra at du er ude og koble lader på bilen hver gang du kommer hjem - eller skifter blyakkumulatoren ud efter hver 4 timers driftstid?

  • 0
  • 0

Jo... til en hvis grad, men hvor mon batteriet skaffer sin el fra? Jeg går ikke ud fra at du er ude og koble lader på bilen hver gang du kommer hjem - eller skifter blyakkumulatoren ud efter hver 4 timers driftstid?

Jeg troede faktisk at al el-forbrug i bilen kommer fra bil-batteriet og at dette så skal lades op f.eks. en gang om året (service eftersyn), for at det ikke går helt flad. Blyakkumulatoren? Hvad er det?

Når jeg nu i mit indlæg siger at jeg ikke ved ret meget om biler, så er det jo måske fordi jeg er nysgerrig? :-) Hvordan fungerer en bil? Ja, jeg ved at forbrændingsmotoren giver kraft til hjulene til at drive bilen frem. Men hvad med el-forbruget - som sagt troede jeg det kom fra batteriet.

  • 0
  • 0

I see - på den måde. Så der er faktisk en generator i alle biler. Så det de snakker om i artiklen er at lave noget der helt eller delvist kan erstatte generatoren og derved spare det brændstof, der bruges på generatoren.

Måske lidt off-topic - hvad så i hybrid biler - er der også en generator der oplader batteriet løbende, så det ikke mister strøm for hurtigt? I rene el-biler?

  • 0
  • 0

Så det de snakker om i artiklen er at lave noget der helt eller delvist kan erstatte generatoren og derved spare det brændstof, der bruges på generatoren.

Til dels. Der er tale om at udnytte noget af den varme som ellers tabes gennem udstødningen.

Måske lidt off-topic - hvad så i hybrid biler - er der også en generator der oplader batteriet løbende, så det ikke mister strøm for hurtigt?

Præcis ja. Forbrændingsmotor --> generator --> batteri --> elmotor. Fordelen er at forbrændingsmotoren altid arbejder med sit mest økonomiske omløbstal.

I rene el-biler?

Normalt ingen generator, ellers ville det være en hybrid. Men visse "plug in" hybrider er elbiler på korte distancer og skifter til hybrid på lange distancer.

Mvh. Peter

  • 0
  • 0

Moderne biler fungerer slet ikke uden el. der er eldrevne brændstoffødepumper, motorstyringen er en computer, mange nye biler har elektrisk opererede indsprøjtningsdyser, tændingssystemet er elektronisk (til at antænde brændstof) osv. dertil kommer selvfølgelig alt komfortudstyret og ikke mindst sikkerhedssystemerne der alle (selv sikkerhedsselerne) er afhængige af strøm. Faktisk er der et ret betydeligt elforbrug i biler i dag.

Ang. hybrid, så er det med generatoren en sandhed med modifikationer. Nogle biler har direkte motordrev og så regenererende systemer (f.eks. bremsekraftopsamling, selektiv ind og udkobling af generatorer) som opsamler energi og derefter fører det ud på enten andre hjulpar end det benzinmotoren går til eller til en ekstra aksel ind i samme gearkasse som forbrændingsmotoren - eller endelig som et elektrisk svinghjul der bare giver motoren et ekstra puf når der er brug for det.

Derudover er der jo så de biler (såsom Opel Ampera) der drives udelukkende af el og som kan få et energitilskud vha. en forbrændingsmotoren - men disse er stadig i fåtal. Det er reelt set en elbil med en "nødgenerator" som bruges hvis man kommer udenfor batteriets rækkevidde. I min optik er det den eneste gangbare løsning for elbiler i dag da du kan nyde elbilens fordele på korte stræk, men samtidig kan køre til Sydfrankrig uden 12-timers opladningsstop 10 gange undervejs.

  • 0
  • 0