Ibilgailu elektrikoan modulu termoelektriko malguak (MTMak) dituzten energia-optimizazioko soluzioak txertatzea. Batetik, klimatizazio lokalizatuaren bidez; eta, bestetik, baterien kontrol termikoaren bidez.
Esteka interesgarriak:
Europan auto elektrikoaren merkatuaren igoera nazioarteko politikek eta gure jomugan den mugikortasun iraunkor eta adimenduneko paradigma berriak abalatuta dago. Sektorearen erronka garrantzitsuenetako bat ibilgailuen autonomia areagotzea, baterien efizientzia hobetzea eta ibilgailuen berezko kontsumoak murriztea da.
Proiektu honen helburua da ibilgailu elektrikoari energia-optimizaziorako irtenbideak gaineratzea, berez garatutako modulu termoelektriko malguak (MTM) barne. Bi aplikazio zehatzetarako. Alde batetik, klimatizazio lokalizatua lortzeko, erosotasun termiko indibidualizatu bat lortzeko asmoz, pertsona erabiltzaileen beharrizanak kontuan izanik. Eta, beste alde batetik, baterien kontrol termikoa burutzeko.
Modulu termoelektriko malguak (MTM) ikergai diren kasuetan txertatzeak berekin dakar egungo fluidoen zirkulazio-sistema alboratzea, eta ibilgailuaren balio-bizitza areagotzea. Proiektuan irtenbidea ikuspegi zeharo osoko batetik aztertu da. Bi kasuak simulazio termikoaren ikuspuntutik ikertu dira; produktuaren diseinuan lan egiten da, eta MTM-en garapen eta fabrikazioan. Halaber, proposatutako irtenbideen ingurumen-azterketa burutu da.
Helburuak
TEFAVE proiektuaren helburua modulu termoelektriko malguak (MTM) ibilgailu elektrikoaren aplikazio estrategikoetan gaineratzea da, beren energia-efizientzia hobetu eta, horrela, bere autonomia areagotzeko. Honatx aplikazio horiek:
Emaitzak/Ondorioak
MTM-an oinarritutako klimatizazio-sistema baten portaera osoa simulatzeko gai den eredu konputazionala garatu da, portaera hori % 10eko errore-marjina batekin iragar dezakeena. Halaber, MTM-a PCM-ekin konbinatzeko eredu konputazional bat osatu da, % 14ko desbideratzea duen eredu bat lortuz.
MTM-ak fabrikatzeko bide ezberdinak arakatu dira, teknologia eta material ezberdinak ebaluatuz. Azkenik, soldadura-puntuen pista eroaleen ehun gaineko inprimatze funtzionala eta, ondoren, elementu termoelektrikoekin hibridatzea konbinatzeak formatu handiko MTM-ak modu automatizatuan fabrikatzea ahalbidetu du.
Egiaztatu denez, PCM-ak sisteman konbinatzeak ez du hobekuntzarik ekartzen; horien eroankortasun baxua dela eta, isolatzaile modura jarduten dute, apar metalikoak gaineratuta ere, eta eraginkorragoa da disipadorez hornitutako MTM-ak erabiltzea, besterik gabe. Silikonazko habeetan oinarritutako disipadore malguen fabrikazioa landu da, disipazio-azalera areagotze aldera. Horien fabrikazioan zailtasunak aurkitu badira ere, azkenik, formatu handiko MTM batean (120 x 80 mm2) disipadore malgu bat muntatzea lortu da.
Aintzatetsitako bi aplikazioetarako MTM-en aplikazioa aztertu da.
MTM-a ibilgailu baten eserlekuan, klimatizazio lokalizatua lortzeko, aukerak aztertu dira; erabilitako materiak kopurua minimizatu eta haizagailuaren eta MTM-en kontsumo elektrikoa gutxitzea ahalbidetzen duen konfigurazio bat (100 pare, 3 mm-ko erdieroaleak, 4V-ko elikadura 30ºC-tik beherako tenperaturetara iristeko 1W-an erregimen egonkorrean) hautatuz, horrela ingurumen-inpaktua murriztuz. Klimatizazio-sistema konbentzional baten eta MTM bidez proiektuan planteatzen denaren artean egindako alderaketan, argi geratzen da, MTM-en eraginak ez direla garrantzitsuak sistema konbentzional baten eraginekin konparatuta. Gainera, ikusi denez, sistema konbentzionaletan inpaktu handiena “berotze globala” da, eta MTM-en kasuan, “material fosil eta mineralean agortzea” da. Halaber, esperimentu bidez erakutsi denez, MTM-ak baterietan tenperaturak kontrolatzeko alternatiba fidagarri modura agertzen dira, tenperatura onargarri maximora hurbiltzen diren erpinak baztertuz, eta horiek gaineratzea ekidinez.
Ingurumen-ikerketa egin ondoren, ikusi da kontsumo elektrikoko inpaktuak oso txikiak direla MTM-ak fabrikatzekoekin alderatuz. Ondorioztatu denez, MTM horien fabrikazioan inpaktu handieneko prozesuak bismuto eta teluroko erdieroaleak lortzeko prozesuak dira, eta ondoren zilar-tinda lortzekoa. Saiakuntza-banku bat jarri da abian MTM-ak ebaluatzeko. Alde batetik, elektroskopia bidezko inpendantzia-aztergailu batekin egin da lan eta, beste alde batetik, saiakuntza-banku bat jarri da abian baldintza errealetan. Horretarako, kontrola daitezkeen tenperaturen bi foku termiko eta erresistentzia termiko aldakorreko bi bero-trukagailu baliatu dira. Formatu handiko moduluak lortu dira, fabrikazio-prozesuaren sendotasuna eta errepikagarritasuna frogatuz. Inpedantzia-ekipoekin egindako esperimentuen emaitzek erakutsi dutenez, moduluak funtzionalak dira, espero ziren marjinen barneko erresistentzia elektriko balioak agertuz. Lortutako sorkuntza-balioari (10 μW cm-2*K-2) so, proiektua arrakastatsuagotzat jo daiteke.
Proiektuaren balioespen orokorra oso positiboa da. Jarduerak aurreikusitakoaren arabera gauzatu dira eta lortu diren emaitzak mundu mailan puntua-puntakoak dira. Gainera, aplikaziorako ahalmen izugarria duen teknologia da, eta hori arrakastatzat hartu behar da, partzuergoak denbora laburra daramala kontuan izanik. Gainera, bi ikerketa-taldeen arteko, hots, Nafarroako Unibertsitate Publikoaren eta NAITEC fundazioaren arteko, lankidetza oso arina izan da, taldeen lana eta koordinazioa ahalbidetuz, eta bien ezagutza aberastuz. Gainera, nabarmendu behar da, proiektuaren emaitzak 3 kongresutan aurkeztu direla, hots, LOPEC 2022, Ingeniaritza Termodinamikoko Nazioarteko 12. Kongresua, eta Termoelektrizitateko Europako 18. Kongresuak; horietan guztietan interes handia sorraraziz. Eta gainera, argitalpen ugari espero dira aldizkari zientifikoetan.
