Экспериментальный анализ рекуперации холодовой эксергии СПГ с использованием термоэлектрических генераторов

Для исследования характеристик термоэлектрических генераторов (ТЭГ), работающих в криогенных температурных условиях, характерных для процесса утилизации теплоты при регазификации сжиженного природного газа (СПГ), была разработана и изготовлена специализированная экспериментальная установка. Испытательный стенд обеспечивает точное регулирование температур как горячей, так и холодной стороны, имитируя реальные условия эксплуатации мобильных систем СПГ. Были испытаны шесть типов коммерческих модулей ТЭГ при двух температурах горячей стороны (283 K и 340 K) и переменных температурах холодной стороны (150–260 K). Результаты показали, что увеличение разности температур существенно повышает выработку электрической мощности и эффективность преобразования. Для одного из ТЭГ электрическая мощность и эффективность почти удвоились по сравнению со случаем, когда температура горячей стороны составляла 283 K. При повышении температуры холодной стороны оба показателя эффективности, как и ожидалось, снижались почти линейно; при этом для одного из ТЭГ наблюдались наименьшие градиенты, что указывает на наибольший потенциал полной рекуперации эксергии. Полученные результаты свидетельствуют о том, что ТЭГ могут эффективно утилизировать криогенную теплоту в процессе испарения СПГ. Масштабирование системы для практического применения показывает, что в железнодорожном транспорте может быть достигнута электрическая мощность свыше 1 кВт, а в морских применениях — до 10 кВт, что делает данный подход технически и экономически целесообразным для крупномасштабных мобильных систем СПГ.