높은 내구성과 신뢰성을 갖춘 라이브 바카라 발전 테스트를위한 표준 기준 모듈 개발

국가 선진 산업 과학 기술 연구소 [Nakabachi Ryoji 의장 (Nakabachi Ryoji)] (이하 "AIST") 에너지 절약 연구 부서 [Takemura Fumio 의장 Takemura Fumio] 라이브 바카라 전환 그룹, Yamamoto Jun, 연구원 Michihiro, Priyanka, 및 Cheti aInanca, 및 Cheti aInanka, 및 Cheti aita, cheti a cheti a and chete a cheta and cheta and cheta and cheta and cheta and cheta and cheta and cheta and cheta and cheta of and and cheta michihiro 미사용 열 에너지 [Machida Akito 의장] (이하 "Thermat"이라고 함)을위한 혁신적인 기술 협회와 협력하여 "새로운 에너지 및 산업 기술 개발 조직 [Ishizuka Hiroaki 의장] (이하"Nedo ")을 시작합니다사용하지 않는 열 에너지의 혁신적인 활용 기술 연구 및 개발"프로젝트,라이브 바카라 발전테스트를위한 표준 참조 모듈로 사용할 수있는 우수한 기계적 내구성과 같은 높은 신뢰성라이브 바카라 생성 모듈개발되었습니다 또한 AIST의 일부 연구 활동은 경제, 무역 및 산업의 위탁 프로젝트 "혁신적인 에너지 기술에 관한 국제 공동 연구 개발 프로젝트"에 의해 지원되었습니다

최근 몇 년 동안 라이브 바카라 전환 재료의 성능이 발전했지만, 라이브 바카라 발전 기술의 광범위한 사용은 아직 광범위한 채택 지점에 도달하지 못했습니다 과제 중 하나는 라이브 바카라 발전 시스템의 기본 구성 요소 인 라이브 바카라 발전 모듈의 발전 성능과 내구성을 테스트하기위한 표준 기준 모듈이 없다는 것입니다 이 문제를 해결하기 위해, 우리는 니켈 합금을 사용하여 라이브 바카라 발전 모듈을 개발했으며, 이는 기계적 내구성이 우수합니다 이 모듈은 반복 테스트 및 장기 테스트에 안정적이므로 발전 특성 테스트 장비의 성능을 보장하기위한 평가 참조로 사용될 것으로 예상됩니다

이 기술에 대한 세부 사항은 2020 년 1 월 14 일 Elsevier가 게시 한 Academic Journal (조정 된 보편적 시간)에 제공 될 예정입니다응용 에너지에 게시

그림 1 라이브 바카라 발전 테스트를위한 개발 된 표준 기준 모듈의 외관 및 테스트 상태 (a) 이번에 개발 된 니켈 합금을 사용한 라이브 바카라 발전 모듈 (b) AIST 테스트 장비에서 개발 모듈의 발전 특성 평가

우리 주변에는 사용되지 않고 단순히 버려지는 엄청난 양의 열 에너지가 존재합니다 최근 에너지 절약 및 공동₂배출 감소의 관점에서, 사용하지 않는 열 에너지를 유용한 전기로 직접 변환 할 수있는 라이브 바카라 발전 기술에주의를 기울이고 있습니다 라이브 바카라 전환 재료의 성능은 재료 과학의 발전으로 인해 매일 개선되고 있지만, 라이브 바카라 발전 기술의 광범위한 사용은 아직 광범위한 채택 지점에 도달하지 못했습니다 이는 라이브 바카라 발전 모듈에서 고온에서 안정적인 전극을 형성하기가 어렵 기 때문에 표준 측정 방법이 없기 때문입니다 이러한 문제 중에서 오늘날 우리가 해결 한 문제는 라이브 바카라 발전 모듈의 발전 성능을 평가할 때 테스트 장비를 검증하는 데 사용할 수있는 표준 참조 모듈이 거의 없다는 것입니다 앞으로 라이브 바카라 발전 기술을 사회에 빠르게 전파하기 위해서는 성능을 보장하기 위해 표준 참조 모듈이 필요합니다

Nedo, AIST 및 Thermat은 라이브 바카라 전력 발전 모듈의 발전 성능을위한 라이브 바카라 재료의 개선 및 평가 기술에 대한 연구를 수행하고 있으며, 나노 기술을 사용하여 이전 성능을 능가하는 라이브 바카라 전기 재료를 성공적으로 개발했습니다 (Nedo Press 발표 2018 년 5 월 22 일) 테스트 기술과 관련하여 AIST는 라이브 바카라 발전 모듈을 사용했다고 발표했습니다변환 효율정확도가 높고 공공 기관으로서 Nedo 및 Thermat와 함께 다양한 라이브 바카라 발전 모듈을 테스트 한 기록이 있습니다 AIST는 또한 전환 효율이 높은 라이브 바카라 발전 모듈을 성공적으로 개발했습니다 (AIST : 11%의 변환 효율로,AIST : 캐스케이드 안전한 바카라 사이트 전환 모듈로 달성)

라이브 바카라 발전 모듈은P 형 라이브 바카라 변환 재료및N 형 라이브 바카라 전환 재료로 구성됩니다 일반적으로 라이브 바카라 전환 재료입니다소결 바디이며, 단점 중 하나는 이것 때문에 깨지기 쉽다는 것입니다 반면, 테스트 장비에 사용되는 표준 기준 모듈은 탁월한 내구성이 필요하므로 테스트 방법의 표준화를위한 발전 성능을 정확하고 빠르게 평가합니다 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해 Nedo, AIST 및 Thermat는 라이브 바카라 발전 테스트를위한 표준 기준 모듈을위한 P- 타입 및 N- 타입 라이브 바카라 변환 재료로서 정리 된 몸체보다 내구성이 뛰어난 니켈 합금을 사용했습니다 구체적으로, p- 타입은 크로멜이다 (NI₉₀CR₁₀), N- 타입은 일정하다 (Cu₅₅ni₄₅)의 라이브 바카라 변환 재료입니다 이들은 소결 라이브 바카라 전환 재료보다 기계적으로 내구성이 뛰어나지 만라이브 바카라도도높기 때문에 표준 기준 모듈로 사용하려면 라이브 바카라도율을 줄여야합니다 따라서, 열 전달 영역을 감소시키기 위해 니켈 합금의 라이브 바카라 전환 재료를 속으로 처리함으로써, 우리는 소결 몸체의 라이브 바카라 전환 물질과 유사한 낮은 라이브 바카라도도를 달성했다 (도 1)

표 1은 고온 측이 500 ° C이고 저온 측면이 50 ° C 일 때 라이브 바카라 발전 모듈의 최대 출력 전력 및 최대 전환 효율의 초기 값을 보여줍니다 저온 측면은 50 ° C 일뿐만 아니라 계산 된 값 (열 손실 및 전기 손실에만 예상되는 값) Constantan, 구리 전극 및 기판 실제 측정 및 계산 된 값은 일반적으로 일치하여 열과 전기 손실이 거의없는 모듈 식 설계를 달성합니다

발전 특성은 니켈 합금을 사용하여 라이브 바카라 발전 테스트를위한 표준 기준 모듈을 설정하고, 고온 측에서 500 ° C로, 저온 측면에서 50 ° C로 설정되었으며, 모드가 부착되고 분리 된 모듈로 시작하여 설정을 반복하여 반복적으로 테스트했습니다 그림 2 (a)는 라이브 바카라 발전 테스트를위한 표준 기준 모듈의 최대 출력 전력 및 최대 변환 효율의 변화를 보여줍니다 최대 출력 전력 및 최대 전환 효율은 12 가지 측정 모두에서 변경되지 않으며 안정성이 매우 높습니다 최대 출력 전력 및 최대 전환 효율에 대한 평균 값과의 편차는 각각 05% 및 06% 내에있는 것으로 나타났습니다

다음, 다음, 니켈 합금을 사용한 라이브 바카라 발전 테스트를위한 표준 기준 모듈에서 발전 성능 120 시간 내구 시간 테스트를 수행했으며, 고온 측은 500 ° C이고 저온면은 50 ° C입니다 그림 2 (b)는 라이브 바카라 발전 모듈의 최대 출력 전력 및 최대 변환 효율의 시간 변화를 보여줍니다 120 시간 후, 그 값은 변하지 않고 안정성이 매우 높았으며, 최대 출력 전력의 평균과의 편차는 각각 08% 및 03% 내에있는 것으로 나타났습니다

이 모듈은 높은 신뢰성으로 인해 성능을 보장하기 위해 기준 라이브 바카라기 발전기 모듈로 사용될 것으로 예상됩니다

그림 2 니켈 합금을 사용한 라이브 바카라 발전 테스트를위한 표준 기준 모듈에 대한 내구성 테스트 결과 (a) 고온 측면이 500 ° C이고 저온면이 50 ° C 인 경우 최대 출력 전력 및 최대 전환 효율에 대한 반복 테스트 및 (b) 120 시간 내구성 테스트

Nedo, AIST 및 Thermat는 국내 및 국제 연구 기관과 협력 하여이 표준 참조 모듈의 확산을 촉진하고 라이브 바카라 발전 모듈에 대한 신뢰할 수있는 성능 측정 기술을 설정하는 것을 목표로합니다 NEDO, AIST 및 Thermat은 또한 라이브 바카라 발전 모듈에 대한 발전 성능 테스트 방법과 관련하여 현재 국제 전기 기술위원회 (IEC-TC47/WG7)에서 진행중인 국제 표준화 활동에서 라이브 바카라 발전 시험을위한이 표준 기준 모듈을 활용할 것입니다 AIST와 해외 회사와의 협력과 관련하여, 우리는 특히 독일 항공 우주 센터 및 기타와 협력 할 것입니다 (AIST : 캐스케이드 안전한 바카라 사이트 전환 모듈로 달성 된)

◆ 사용하지 않는 열 에너지의 혁신적인 활용을위한 기술의 연구 및 개발

프로젝트 리더 : Ohara Haruhiko (부국장, 기획 본부, AIST)
비즈니스 개요 : 사용하지 않는 열 에너지를위한 혁신적인 기술의 연구 및 개발
https : //wwwnedogojp/activities/zzjp_100097html
프로젝트 기간 : 2013 ~ 2022 (2013 년에서 2014 년까지, 경제 무역부 포함)[참조로 돌아 가기]

◆ 라이브 바카라 발전

이것은 두 가지 다른 재료 (특수 반도체 재료, 라이브 바카라 전환 재료 및 전극 재료) 사이의 온도 차이를 생성함으로써 전자 유전자 력을 생성하는 Seebeck 효과를 사용하는 발전 방법입니다[참조로 돌아 가기]

◆ 라이브 바카라 발전 모듈, P 형 라이브 바카라 전환 재료, N 형 라이브 바카라 전환 재료

라이브 바카라 발전 모듈에서, 전하를 운반하는 전하 캐리어 (캐리어)가 음전하를 갖는 양전하 (홀) 인 P- 타입 라이브 바카라전 변환 재료에서 음전하를 갖는 양전하 (홀)이며, 음전하 인 N- 타입 라이브 바카라 변환 재료는 전기적으로 전기적으로 배열되며, 수화와 평행하게 배열된다 온도 차이 가이 모듈 위와 아래에 발생하는 경우, 캐리어 구멍과 전자는 고온 측에서 저온 측으로 확산되어 전력을 초래합니다 아래 다이어그램은 하나의 PN 쌍이있는 1 단계 라이브 바카라 발전 모듈을 보여줍니다 실제 모듈은 더 많은 PN 쌍으로 구성됩니다 예를 들어, 오늘날 개발 한 라이브 바카라 발전 모듈은 8 쌍의 PN 요소로 구성됩니다[참조로 돌아 가기]

라이브 바카라 발전 모듈의 개요 다이어그램

◆ 응용 에너지

일반적으로 에너지 엔지니어링의 기술 분야를 다루고 동료 검토를 포함하는 고도로 전문화 된 학술 저널
URL :https : //wwwjournalselseviercom/applied-energy　[참조로 돌아 가기]

◆ 전환 효율

라이브 바카라 발전기 모듈의 변환 효율은 출력 전력을 입력 열량으로 나눈 것으로 정의됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ 소결 바디

이것은 용융점보다 낮은 온도에서 가열 된 분말이며 밀도가 높습니다 소결 시체는 일반적으로 부서지기 쉬운 재료입니다[참조로 돌아 가기]

◆ 라이브 바카라도율

우수한 라이브 바카라 전환 재료는 높은 출력 전력을 얻으려면 높은 시사 계수와 낮은 전기 저항력이 필요합니다 또한, 라이브 바카라 전도도는 라이브 바카라 전도도가 낮은 라이브 바카라도성이 필요하다[참조로 돌아 가기]