Termoelektriske naturopplevelser

Hva kan man egentlig bruke den termoelektriske effekt til? Det er et spørsmål som ofte dukker opp. Så her har du et eksempel.

Jeg var nylig en tur til Trolltunga ved Odda og tenkte jeg skulle benytte anledningen til å kjøre en liten test av et nytt termoelektrisk produkt jeg har anskaffet: The PowerPot.

PowerPot er intet mindre en en gryte som genererer strøm mens du varmer opp vann. Dette skjer ved at man har plassert termoelektriske moduler mellom varmekilden og det som skal varmes opp. Når varmen så beveger seg over den termoelektriske modulen vil noe av varmeenergien omdannes til elektrisk strøm. Og jo større temperaturforskjellen er desto mer strøm lager man! Se forøvrig introduksjonen for mer informasjon hvordan termoelektrisitet fungerer.

PowerPot er ei gryte som utnytter temperaturforskjellen mellom varmkilden og vannet i gryta til å generer strøm.

PowerPot er ei gryte som utnytter temperaturforskjellen mellom varmkilden og vannet i gryta til å generer strøm. En USB-kontakt gjør det lett å koble på de fleste moderne dingser på strøm.

Jeg kjøpte min PowerPot via KickStarter  for 120$, men du kan også kjøpe den på hjemmesiden. Her koster den per dags dato 149$. Den veier ca 400g og har et volum på 1.4l. Med andre ord noe høyere vekt enn en normal tur-gryte, men uten at det blir en stor ekstra byrde.

Så med PowerPot trygt pakket i sekken sammen men en primus satt vi avgårde. Når vi etter en slitsom marsj på vel 4 timer nådde fram til trolltunga var vi sultne som få og trengte noe varmt vann til real turmat. Samtidig merket jeg at mobilen hadde blitt tappet for strøm underveis siden det var så mye flott natur å ta bilde av, så her var det jammen på tide med litt lading. Vi dro derfor frem The PowerPot og satte igang.

PowerPot nyter utsikten utover Ringedalsvannet ved  Trolltunga

PowerPot nyter utsikten utover Ringedalsvannet ved Trolltunga

Siden mobilen trenger lading på 5V USB, og spenningen fra de termoelektriske modulene varierer med temperaturforskjell, er det nødnvedig og konvertere den varierende spenningen fra modulene til en stabil USB-spenning. Den konverteren som følger med har en kapasitet opp til 1A noe som gir 5W maks ladeeffekt. Selv greide jeg å lade ca 7% på 15min på en tlf med 1.5Ah batteri noe som tilsvarer omtrent 2W. Det skyldes nok at det tok litt tid før det kom igang samt at jeg kunne kjørt på med endel mer varme enn jeg gjorde.

En oppgradert versjon av denne konverteren er på vei i posten og skal ettersigende kunne gi 12W. Dette skal da i teorien være nok til å lade 2 mobiler fra 0-100% på 2 timer (2.4Ah batteri) med samme gryte. Det krever noe mer undersøkelser for å verifisere om disse påstandene er korrekte, men foreløpig ser det lovende ut.

Alt i alt var dette en flott tur – både for den turglade og den noe mer teknologitunge siden av meg. Om du er en person som drar på langtur i skog og på vidde kan PowerPot absolutt være et produkt å vurdere. Gryte og primus (eller bål) trenger man som regel uansett, og lading får du gratis i tillegg. Det kan også være en god ide og ha med seg på hytte-til-hytte vandring da de færreste hyttene til turistforeningen har innlagt strøm. Da kan du bare sette gryta på peisen på kvelden med litt vann i og du har nær ubegrensede menger strøm!

Ha en god termoelektrisk tur!

Radioaktive batterier

Jeg satt her og så søndagsrevyen for noen uker siden. Da dukket denne reportasjen opp.

Norge har vært med på et spleiselag for å fjerne radioaktive batterier fra fyrlykter langs hele nordkysten av Russland og erstatte energiforsyningen med solceller eller dieselaggregat. Det høres jo vel og bra ut det.

Men for nostagilske sjeler som meg sitter jeg igjen med en “rar” følelse. For disse radioaktive batteriene er jo selve symbolet på det Sovjet som forsket i verdenstoppen og produserte fantastiske teknologiske vinninger..

Et radioaktivt batteri er altså det samme som en RTG (Radioisotopisk termoelektrisk generator) som er beskrevet andre steder på termoelektrisitet.no. Du kan også lese mer om prosjektet og teknologien på Bellonas hjemmesider.

Et radioaktivt batteri plassert trygt i de russiske skoger - Fra http://www.qrp.gr/technology/thermocouple/37598.htm

Et radioaktivt batteri plassert trygt i de russiske skoger – Fra http://www.qrp.gr/technology/thermocouple/37598.htm

Det skal bli spennende å se den termoelektriske biten av disse RTG’ene bli tatt med inn i varmen på andre bruksområder som vil kunne forbedre energyutnyttelsen i mange prosesser!

Velkommen til en termoelektrisk verden!

Romsondene Voyager 1 og 2 er i disse dager på vei ut av vårt solsystem. I 36 år har de nå vært på reisefot. Siden oppskytningen i 1977 har disse to tilbakelagt den lengste reisen en menneskeskapt gjenstand noengang har foretatt og bidratt til veldig viktig innsikt i vårt eget solsystem.

Men hvordan kan en slik reise foregå uten noen form for etterfylling av energi? Sola er for langt unna til å gi solenergi og ingen batterier kan vare så lenge. Hva er det som gir Voyager 1 og 2 energi til å fortsette ut i det uendelige verdensrom?

På grensen av solsystemet

På grensen av solsystemet suser Voyager 1 og 2 utover i verdensommet. I underkant av romsonden kan du skimte en Radioisotop Termoelektrisk Generator (RTG) som produserer all strøm som trengs ombord.

Svaret finner du i underkant av romsonden på bildet – en Radioisotip Termoelektrisk Generator (RTG). En RTG består av to kritiske komponenter. Det ene er en radikaktiv kjerne av plutonium isotop 238 som ståler jevnt ut varme etterhvert som den halveres. Det andre er en termoelektrisk generator som består av materiale som omdanner varmeenergi direkte til elektrisk strøm.  Denne strømmen var rundt 500W ved oppstart og er idag rundt 350W (som følge av halveringen til plutonium), men det er likevel nok til både avanserte instrumenter og kommunikasjon med jorden i ennå mange år fremover.

Ed Stone, som har vært den vitenskaplige lederen gjennom hele ekspedisjonens varighet, har uttalt at utvikling av denne RTG’en var blandt de viktigste “enabling technology” på Voyager, altså teknologien som gjorde denne ferden mulig i utgangspunkter. For på slike ekstreme reiser finnes det rett og slett intet annet alternativ en termoelektrisk energi.

Som så ofte det er med romteknologi tar det tid før teknologien anvendes til mer jordlige formål. Som regel er det både for dyrt og lite effektivt til å ha noe fore i forbrukerartikler. Men etter 36 år er altså dette i ferd med og endres. Termoelektrisitet har gitt etter for jordas tyngdekraft og er nå på vei inn i stua til folk flest. Og det finnes tre hovedårsaker til dette: teknologiutvikling, energimangel og global oppvarming.

Nye oppdagelser og teknologiutvikling innen material- og nano-teknologi har gjort oss i stand til å komme opp med stadig bedre materialer. Effektiviteten til de beste termoelektriske materialene har mer enn doblet seg de siste tiårene og er idag opp i 10-15%. Nye materialer har blitt oppdaget som kan produseres langt billigere enn “gamle” materialer som de som ble brukt på Voyager.

Men likevel, den sterkeste drivkraften har med energiutnyttelse å gjøre. Om du tar en nøye titt på figuren under kan du kanskje skjønne hvorfor. Denne grafiske fremstillingen av USA’s totale energiproduksjon og forbruk i 2012 viser hvordan nærmere 60% av all energien som produseres “tapes”. Og mesteparten av dette er spillvarme. Termodynamikkens lover er jammen ikke nådige.

Oversikt over all energiproduksjon og bruk i USA i 2012. Fra From https://flowcharts.llnl.gov/energy.html#2012

Oversikt over all energiproduksjon og bruk i USA i 2012. Fra  https://flowcharts.llnl.gov/energy.html#2012

Hvorfor så mye sløseri? Jo fordi nesten all energiproduksjon foregår ved å brenne ting – og det er ikke særlig energieffektivt. Ikke er det særlig bærekraftig heller, for vi bruker opp mye mer enn jorda greier å produsere. Og jammen har det en negativ virkning i form av global oppvarming også. Du verden, her ser det ut som om det er mye å ta tak i.

Fornybar energi er en åpenbar tilnærming. Om den gule, blå og lilla strømmen kunne vokse på bekostning av de andre ville vi redusert energisløseriet betraktelig. All energiproduksjon som kan skje med minst mulig varmeutvikling er mest mulig effektiv.

En annen tilnærming er å angripe figuren fra andre enden, og gjøre noe med spillvarmen. Varmegjenvinning er virkelig en av vår tids viktigste bidrag til å løse både utfordringer med energiforsyning og klima. Her finnes det også mange etablerte løsninger der fjernvarme kanskje er den mest fornuftige. Men likevel vil det alltid være vanskelig å bygge ut mindre spillvarmekilder. Og her står transportsektoren for et enormt potensiale.

Termoelektristet kan både bygges lite nok, og er effektivt nok til å gjenvinne spillvarme fra mindre punktutslipp som eksosen på biler og lastebiler. I EU kreves det allerede betydlige reduskjoner i hvor mye CO2 en bil kan slippe ut per km, og disse reguleringene kommer til å bli stadig strengere. Bilindustrien i hele europa kjemper en intens teknologikamp for å kunne redusere CO2 utslippene maksimalt – hvert eneste gram teller. Innen få år vil termoelektriske generatorer være et vanlig syn (ikke at vi ser de da men..) på europeiske biler, og etterhvert vil også andre land følge etter dette svært så fornuftige (på så altfor mange måter) tiltaket.

Så idet Voyager nå reiser ut fra vårt solsystem kan den sende sine tanker ned til oss, med termoelektrisk presisjon, og fortelle oss hvordan vi kan utnytte våre tilmålte ressurser på en litt mer fornuftig måte.

Og mens vi venter på de litt større termoelektrisk revolusjonene kan vi jo ta oss tid til å bli kjent med termoelektrisitet gjennom kjekt-å-ha-produkter som du finner i linker til høyre.

Minimer sløs, stem termoelektrisk.