Thermovoltaik - INNOVATIVE TECHNOLOGIEN

Die Thermoelementleistung ist direkt proportional mit der Temperaturdifferenz zwischen
beiden Polen eines Elementes und ist eine vernachlässigte Technologie mit noch ungeahnten Möglichkeiten.
​Mit eine kontrollierten molekularen Verschmelzung der Kontakflächen mit thermoelektrischen Materialien steigt die
Thermoleistung immens hoch.


The thermocouple power is directly proportional to the temperature difference between
both poles of an element and is a neglected technology with unimagined possibilities.
With a controlled molecular fusion of the contact surfaces with thermoelectric materials the increases
Thermal output immensely high.

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EINE ZUKUNFTSWEISENDE ZENTRALE ALS AUCH DEZENTRALE STROMVERSORGUNG


ADD-THERMOGENERATOREN - DIE UMWELTFREUNDLICHE ENERGIE DER ZUKUNFT. IDEALE VORAUSSETZUNGEN FÜR DIE NUTZUNG VON ABWÄRME DURCH KRAFT-WÄRME-KOPPLUNG. DIE REALISIERUNG DIESER ZUKUNFTSVISION SETZT FACHKOMPETENZ VORAUS.

 

STROM DURCH WÄRME

Thermovoltaik, die umweltfreundliche Technologie

 

Add-Thermogeneratoren für die Stromversorgung sind effizient mit kompakt geballter Energie auf kleinem Volumen. Mit einem Wirkungsgrad von 48% ist die Umsetzung von Wärme in elektrische Energie sehr kostengünstig. Zusätzlich wird durch die gespeicherte Wärme des Generators nur die Menge an Kraftstoff nachgeführt, die ein gut isoliertes Generatorgehäuse als Wärmeverlust an die Umgebung abgibt.

 

Die Thermovoltaik ist das Arbeitsgebiet der Physik, das sich mit der Umwandlung von Wärmeenergie in elektrische Energie befasst. Wenn zwei unterschiedliche Metalle zusammen kontaktiert und erhitzt werden, entsteht eine elektrische Spannung mit relativ hohen Stromwerten.

 

Ein Add-Thermogenerator besteht aus mehreren in Reihe als Dünnfilmschichten flächig kontaktierten Thermozellen und bildet einen Säulenblock. Eine Thermozelle ist aus mehreren Dünnfilmschichten unterschiedlicher Materialien gefertigt. Wird einem Thermosäuleblock Wärme zugeführt, ist durch Additivmethode die Gesamtspannung die Summe aller einzelnen Thermozellen.

Die Ausgangsleistung ergibt sich aus den Gesamtspannungen, der Grösse der Zellenflächen (Ampere/mm²), sowie der zugeführten Temperaturhöhe.

 

Ein HOCHSTROMWECHSELRICHTER (HSWR), DC/AC-Inverter, wandelt die Gleichspannung der Thermogeneratoren in Wechselstrom um. Dieser HSWR unkonventioneller Bauart ist in Miniaturbauform für Elektronikplatinen oder dimensioniert als Wechselrichter für extrem hohen Stromdurchlass für Megawattleistungen anwendbar und ist für alle Gleichstromquellen geeignet.

Das effektivste Produkt eines erwärmten Thermoelementes
ist die im Stromkreislauf erzeugte magnetische Feldstärke.

   

Die Bezeichnung "Thermovoltaik" wurde 1949 in Anlehnung an die schon bekannten
​Photovoltaik ab Patenterteilung zum besseren Verständnis öffentlich eingefürt.

 


 

Thermoelektrika: Neue Materialien erzeugen Strom durch Wärme

(29.2.2008) Bei der Verbrennung von Kohle, Gas und Benzin in Kraftwerken oder Motoren geht mehr als die Hälfte der theoretisch verfügbaren Energie ungenutzt als Abwärme verloren. Diese Wärme könn(t)en thermoelektrische Materialien aber in elektrische Energie umwandeln und damit die Energieausbeute fossiler Brennstoffe erhöhen. Die "Nachrichten aus der Chemie" berichten über Fortschritte bei der Verbesserung solcher Thermoelektrika und präsentieren Anwendungsbeispiele.

Seit mehr als 50 Jahren existieren Peltierkühler, die Wärme abführen und elektronische Bauteile oder Campingboxen kühlen und dabei Strom verbrauchen. Thermoelektrika nehmen umgekehrt aus Temperaturdifferenzen Wärme auf und erzeugen Strom. Beim Auto käme mit einem Thermoelektrikum der Strom für Autoradio, Beleuchtung und Klimaanlage nicht nur aus der Lichtmaschine, sondern auch aus überschüssiger Wärme im Motorraum.

Andere Anwendungen sind bereits auf dem Markt, beispielsweise thermoelektrische Uhren, die Körperwärme als Energiequelle nutzen, oder energieautarke Aktoren in der draht- und batterielosen EnOcean-Gebäudetechnik. Das Praktische: Elektronik, die Energie aus Körper- oder Raumluftwärme holt, macht unabhängig von Netzanschlüssen, Batterien oder Akkus. Das Marktpotenzial für Thermoelektrika ist daher enorm.

Bisher fehlten Materialien, deren Wirkungsgrade hoch genug sind, um ihre aufwändige Produktion zu rechtfertigen. Wie inzwischen Forscher mit Nanotechnik die Effizienz von Thermoelektrika verdreifachten, berichteten die Chemiker Sabine Schlecht und Harald Böttner in der Februarausgabe der "Nachrichten aus der Chemie" - (Google)

 


 
     
 

 

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Alle Stromleitenden Materialien, insbesondere thermoelektrische geeignete Materialien für Thermoelementen, elementar oder als Molekül emittieren im warmen Zustand (>272°C) freigewordene Elektronen. Die Menge der Elektronen ist bei gleichbleibender Temperatur unterschiedlich.

Die gemessene thermoelektrische Spannung (mV) eines Thermoelementes ist die Differenz zwischen des mit mehr und weniger Elektronen emittierenden unterschiedlichen Materialien.

 

Der im einem Stromkreislauf fliesenden Stromwert ist von der physischen Flächengrösse, der zufälligen strukturelle Verbindung durch Verschmelzung entstandenen molekular Flächengrösse der kontaktierten unterschiedlichen thermoelektrische Materialien und direkt proportional zur Temperaturdifferenz zwischen „kalt“ und „warm“.

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Messinstrument Eingang mit 1 Ohm Messwiderstand überbrücken um
Messfehler bei Thermospannung zu vermeiden.
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Die Grösse de Thermoelement Kontaktfläche sowie die Temperaturdifferenz
zwischen den beiden unterschiedlichen thermoelektrische Materialien sind für die
Umwandlung der Wärmeenergieleistung in elektrischen Strom.
​Die typische Eigenschaft von Thermoelementen ist die sehr geringe Spannung
in Millivolt und der extrem hohe Kurzschlussstrom. Der Stromwert entsteht
​an der angeschweissten Stelle von zwei unterschiedlichen thermoelektischen Materialien
der Molekular kontaktierte Fläche definiert in A/mm².
 

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Thermostromgenerator Patent DE 43 13 872 - Nr. 8485496 ZOELDE

Thermostromgenerator Patent DE 43 13 872   -  Nr. ...

 

Das knoff-hoff Kunststück mit Thermovoltaik

Das knoff-hoff Kunststück mit Thermovoltaik

Die korrekte Bezeichnung eines DIN-Thermoelementes, bestehend aus zwei unterschiedlichen Materialien und ist ein Binär-Thermoelement.


Thermovoltaik  -  Add-Thermogenerator

Die Thermovoltaik ist das Arbeitsgebiet der Physik, das sich mit der Umwandlung von Wärmeenergie in elektrische Energie befasst. Wenn zwei unterschiedliche Metalle oder Legierungen zusammen kontaktiert und erhitzt werden, entsteht eine elektrische Spannung.

Der neuartige ADD-Thermoelektrischer Generator ist mit integriertem Hochstromwechselrichter ausgestaltet, Patent DE 43 13 827 A1, und besteht aus mehreren in Reihe flächig kontaktierten Thermozellen.

Eine Thermozelle besteht aus drei Dünnfilmschichten unterschiedlicher Materialien (RZ5130), zwei Schichten bilden ein Flachthermoelement, die dritte einen Flachgleichrichter. Wird einer Thermosäule Wärme zugeführt, bildet sich durch die Addition der einzelnen Zellenspannungen (ADD) eine negative irreversible Ladung als Elektronenüberschuss.

Die Gesamtspannung einer Thermosäule ist die Summe aller einzelnen Thermozellen, vergleichbar mit in Reihe geschalteten Batterien. Ein angeschlossener Verbraucher im Stromkreis ist im allgemeinen kühler, somit ist der Seebeck-Effekt (auch thermoelektrischer Effekt) erfüllt und die Ausgangsleistung ergibt sich aus dem gewonnenen Stromwert bezogen auf die Zellenflächengrösse (A/mm²) und der zugeführten Temperatur [Q].

Handelsübliche Thermoelemente, z.B. Type E erzeugen bei 1000°C 0,076 Volt und ca. 0,3 Ampere/mm². Die tatsächlich einzig wirkende Kraft in einem thermoelektrischen geschlossenen System Generator/Verbraucher ist der Anteil der Atome, die durch die Zufuhr von Wärme Elektronen freigaben und somit eine positive Ladung haben. Die so entstandenen Löcher in den äusseren Elektronenschalen der Atome haben durch die kinetische Energie der Protonen im Atomkern eine wirkende Anziehungskraft, die zur Neutralisation neigt und den Elektronenstromfluss mit potentieller Energie aufrecht hält.

Der maximal mögliche Wirkungsgrad kommt nur dann zustande, wenn der Anteil der positiven Ladungen gleich oder höher ist als der der negativen Ladungsträger der freigewordenen Elektronen, wie in jedem Stromkreislauf. In der flächigen Kontaktzone zwischen den eingeschmolzenen unterschiedlichen thermoelektrischen Materialien einer Thermozelle entsteht eine unterschiedliche Ladungsträgerdichte, deren Werte sind Materialkonstanten und im Gesamtsystem proportional der zugeführten Wärmeenergie.

Die Masse der Materie verbirgt eine gewaltige ruhende Energiemenge E = m, würde man diese Masse von Null auf maximal mögliche Geschwindigkeit bringen, also Lichtgeschwindigkeit c = 299792 km/s, gleich Einsteins bekannte Formel als praktischer Beweis E = mc³*8 (E = m*c3[J = (kg * m²)/s²]) eine Explosion mit sphärischer Expansionskraft als eine Erscheinungsform von Masse. Die Temperatur und A/mm² ist ein Mass für die Wirksamkeit eines Thermoelektrischen Systems. Die gespeicherte Wärmemenge in einem thermisch geschlossenen Generatorgehäuse ist, bezogen auf den Kraftstoffverbrauch sehr sparsam, es muss nur die Wärmemenge nachgeführt werden die ein thermisch nach aussen gut isoliertes Gehäuse an die Umgebung abgibt.

Im Kurzschlussfall erreicht der Stromfluss den höchstmöglichen Wert bei der gegebenen Temperatur und ist ein Mass für die Qualität der Thermozellentypen. Die Additivmethode ergibt nach Carnot-Prozess einen Wirkungsgrad von 48%.

Eine Thermozellen-Variante ist mit einer der neusten RZ2843 Legierungen aufgetragen, die Gleichrichtereigenschaften mit Parametern in Millivoltbereich aufweist, so entsteht eine nur zweischichtige Thermozelle, die Fertigung von Thermosäulenblöcken wird dadurch noch kostengünstiger.

Ein BIPLAN-Generator ist ein einzelnes Thrmoelement aus einem beliebig grossen beschichteten Aluminiumblech und erfordert keinen Gleichrichter, keine Additiv-Serienschaltung und ist nur mit einem HSWR und Transformator im Betrieb. Neuentwickelte Kohlenstoff-Nanoröhrchen CNT-Materialien wirken als Flachgleichrichter und erlangen dadurch eine Stromleitfähigkeit mit physikalischen Eigenschaften, die für den Einsatz in der Thermovoltaik geradezu prädestiniert sind und lassen für die Zukunft auf weit höhere Generatorleistungen hoffen.

Durch die kompakte Bauform von ADD-Thermogeneratoren sind die Anwendungen vielfältig, angefangen vom Herzschrittmacher bis Megawattkraftwerke sowie Stromversorgung in Luft- und Raumfahrt, Seeschiffe oder mit flüssigen Wasserstoff als Unterwasserfahrzeug.

Die Wärmeenergiezufuhr ist mit allen Brennstoffarten möglich. Durch Kraft-Wärme-Kopplung in der Industrie, Biogas, Sonneneinstrahlung mit Thermo- und Photovoltaik-Solarzellenkopplung oder mit Wasserstoff aus Sonnenenergie gewonnen oder Geothermie, Geovoltaiksonden liefern mit speziellen DC/AC-Invertern Wechselspannungen direkt aus der Tiefe der Erde und grossdimensionierte ADD-Thermogeneratoren mit integriertem Hochstrom-Leistungswechselrichter können weit über 200 Megawatt Nennleistung erreichen.

Ein HOCHSTROMWECHSELRICHTER (HSWR), DC/AC-Inverter, für Thermogeneratoren ist konzipiert mit bekannten Schaltelementen unkonventioneller Bauart in Miniaturbauform für Elektronikplatinen oder dimensioniert als Leistungswechselrichter für extrem hohen Stromdurchlass für Megawattleistungen und eröffnet neue Anwendungsgebiete in der Starkstromtechnik wie die übertragung von pulsierender, digitalisierte Gleichspannung um auf lange Distanzen zu übertragen.

Die Eingangsgleichspannung ab 0,1 Volt wird im Millisekundentakt periodisch umgepolt und erlangt am Ausgang den doppelten Wert als Spitzenwechselspannung 0,2 Volt und weniger als 0,1% Verluste mit konstanter oder variabler Frequenz bis 400 Hz und mehr, mit wählbaren Impulsformen als Ein- oder Mehrphasen Wechselspannung (Drehstromsimulator) und ist unentbehrlich für die Entnahme der hohen Stromleistungen, die Thermosäulen liefern könnten. Photovoltaikanlagen benötigen dank dieser Technologie ca. nur die halbe Anzahl der PV-Zellen, eine beachtliche Kostenersparnis.

Die Additvmethode und die neuartigen integrierbaren Hochstromwechselrichter sind im Energiebereich zukunftsweisende Technologien, Additivschaltung bietet zudem neue Applikationen in der Sensorentechnik mit höheren Empfindlichkeiten. Gewinnbringende Investitionsanlagen für die Forschung und Entwicklung mit expandierenden.

 


RUDOLF ZÖLDE
INNOVATIVE TECHNOLOGIEN

Stand: 06.07.2007

 

 

 

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E = mc³8

Durch die Spaltung der Materie freigesetzten Bindungsenergie

erfolgt eine ionisierte sphärisch expandierende Nuclearfusion
mit Lichtgeschwindigkeit (Rudolf Zölde)




Unsere Erde ist ein Thermoelement.

 

Das Innere der Erde mit 2000 – 6000°C verdrängte seit Bestehen die periphären Elektronen aller Atome der Erdmaterie. Die so freigewordenen Elektronen fliessen, nach Seebeck-Effekt, zwangsläufig an der Erdkruste mit geringerer Temperatur bis ca. -50°C.

Der Erdkern, bis obersten Erdmantel, ist elektrisch positiv und die Athmosphäre, insbesondere die Wolken, sind Elektronenspeichern durch die Anhäufung von negative Ladungsträgern.

Die Folge ist, diese elektrische Ladungsträgern die zum lokalen Potentialausgleich wie Blitzerscheinungen auftreten und mit hohem Einfluss auf die Wetterlage. 

Rudolf Zölde

 

 

 
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Vulkanausbruch.
Das Bild zeigt eindrucksvoll Blitze als Potenzialausgleich zwischen der noch glühenden Lava (positiv) und umgebende Luft mit Elektronenüberschuss (negativ). 

Nur ein sicherer Hinweis für Leben auf fremde Planeten, ist der Nachweis von tätige Vulkane!

 
 

Schwarze Löcher entstehen zum Beispiel bei Supernovae-Explosionen und anderen Sterndetonationen. Auch an astronomischen Objekten nagt nämlich der Zahn der Zeit. Eines Tages kommt es zu ihrem Ende. Das natürliche Ende von Sternen erfolgt in Form von gigantischen Implosionen. Je nach Größe des Sterns eröffnen sich da unterschiedliche Untergangsszenarien und Schicksale für die im Stern enthaltene Materie. In jedem Fall kommt es zu so energiereichen Vorgängen der Nuklearphysik, dass dabei die uns auf der Erde vertraute Stabilität der Elemente und der Raum und Zeit bestimmenden Naturgesetze starke Veränderungen erfährt. Ein Schwarzes Loch entsteht, wenn der Stern mehr als die dreifache Sonnenmasse hat, wohingegen das Endstadium von Sternen, die weniger als dreifache Sonnenmasse haben, Neutronensterne sind. Der Gravitationsdruck steigt bei so einer Sternenimplosion derart an, dass Elektronen aus ihren Orbitalen gebracht, Atomkerne umgeformt und verschmolzen werden. Also die ganzen Kräfte, die eben im Innern der uns bekannten Materie für ihre Stabilität sorgen, halten bei der Entstehung eines Schwarzen Loches dem Gravitationsdruck nicht mehr stand. Während man bei den sehr dichten und schweren Neutronensternen dann immerhin noch Neutronen als Teilchen hat, gibt es über die Beschaffenheit der im Schwarzen Loch theoretisch zumindest vorhandenen Materie, und zwar vorhanden mit einer extrem hohen, eigentlich unendlich hohen Dichte, nur die wildesten Spekulationen. Möglicherweise spielen da Quarks, Anti-Quarks und Neutrinos eine Rolle. Aber man weiß das nicht so genau.
(Wikipedia)





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