thermoelektrische Systeme in der Stromerzeugung - EEH - ETH Zürich

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technologie strom aus wärme
technologie Générateurs thermoélectriques
Fall der Abfallwärmenutzung wurden
keine Kosten für Primärenergie veranschlagt.
Es ist erkennbar, dass sowohl
eine Senkung der Modulkosten bei gleicher
Materialgüte als auch ein erhöhtes
ZT bei konstanten Modulpreisen zu konkurrenzfähigen
Stromgestehungskosten
führt. Die Kombination von hocheffizienten
Materialien zu niedrigen Preisen
würde geradezu eine kleine «energietechnische
Revolution» bedeuten.
Zusammenfassung, Fazit
und Ausblick
Die Erzeugung von elektrischer Energie
aus Niedertemperaturenergie (< 150 °C)
stellt ein riesiges Potenzial dar. Die Leistungsdichten
von thermoelektrischen Ge-
Spez. Investitionskosten [kCHF/kW]
Spez. Investitionskosten [kCHF/kW]
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
Bulletin 7 / 2010
Auf Basis momentaner Marktpreise für Module (2010)
résumé
ZT = 1
ZT = 2
ZT = 4
ZT = 10
0
20 40 60 80 100 120 140
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
∆T [K]
Auf Basis 10% momentaner Marktpreise für Module (2010)
ZT = 1
ZT = 2
ZT = 4
ZT = 10
20 40 60 80 100 120 140
∆T [K]
Volllaststunden 8000 h/Jahr
Basisjahr 2010
Kalkulatorische Lebensdauer 2–20 Jahre
Kalkulatorischer Zinssatz (real) 7,5 %
O & M-(Wartung und Betrieb)-Kosten 0,5 %
Versicherungen 0,75 %
Tabelle Technisch/wirtschaftliche Eckdaten für die Ermittlung der Stromgestehungskosten nach der
Annuitätenmethode.
neratoren liegen mit heute erhältlichen
Modulen bei 100–500 kW/m 3 bei Temperaturunterschieden
von 50–150 °C. Die
Stromgestehungskosten sind stark abhängig
von den spezifischen Investitionskosten
und der kalkulatorischen Lebensdauer
und bewegen sich beim Einsatz der
Spez. Stromgestehungskosten [kCHF/kW]
Spez. Investitionskosten [kCHF/kW]
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
Auf Basis 50% momentaner Marktpreise für Module (2010)
ZT = 1
ZT = 2
ZT = 4
ZT = 10
0
20 40 60 80
∆T [K]
100 120 140
a b
c d
2
1,8
1,6
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
heute besten erhältlichen Technologie
(Annahme: Mengenrabatt 50 %) bei einem
nutzbaren Tempe raturunterschied von
65 °C schon bei 20 Rp./kWh für eine kalkulatorische
Lebensdauer von 15 Jahren.
Die ökonomischen Kennzahlen liegen
im Bereich von Stromerzeugungstechno-
spez. IK: 1 kCHF/kW
spez. IK: 5 kCHF/kW
spez. IK: 10 kCHF/kW
spez. IK: 25 kCHF/kW
spez. IK: 50 kCHF/kW
0 5 10 15 20
Kalkulatorische Lebensdauer [Jahre]
Bild 6 Abschätzung der spezifischen Investitionskosten in Abhängigkeit des wirksamen Temperaturunterschieds und verschiedener Materialgüte (ZT) auf
Basis 100 % (Bild 6a), 50 % (Bild 6b), 10 % (Bild 6c) momentaner Marktpreise für thermoelektrische Module (Stand 2010), spezifische Stromgestehungskosten
in Abhängigkeit der kalkulatorischen Lebensdauer und verschiedener spezifischer Investitionskosten (Bild 6d).
Bilder: ETH Zürich