8/31/2017

Episode 85 - Termoelektriske celler

Teknisk sett-podcasten diskuterer termoelektriske celler, en teknologi som utnytter temperaturforskjeller for å generere elektrisitet. Gjesten, Håvard Moe fra Elkem, forklarer hvordan selskapet bruker silisium for å lage termoelektriske elementer, og at denne teknologien kan bli like stor som solkraft. De diskuterer potensialet for å bruke termoelektriske celler i ulike områder, som dieselbiler og prosessanlegg, og hvordan de kan kombineres med solceller. De tror at termoelektrisk teknologi vil vokse raskere enn solkraft gjorde, og at den vil bli mer attraktiv når prisen synker og effektiviteten øker.

00:00

Termoelektriske celler kan effektivt omforme temperaturforskjeller til elektrisitet, med stort potensiale for energiproduksjon i fremtiden.

07:09

Podcasten diskuterer potensialet for å kombinere solceller med termoelektriske elementer for å generere ekstra strøm fra avfallsvarme.

Transkript

Velkommen til Teknisk Sett, en podcast fra TV. Jeg sitter her med Odd-Rikard Valmått. Hei, Jan. Hei, Odd-Rikard. Mitt navn er Jan Moberg. Jeg er sjef her i TV.

I dag, Odd Rikard, skal vi snakke om et tema som jeg ikke visste var blant dine 4-500 favorittområder. Jeg tror du har hatt en ganske god oversikt, egentlig. Ja, det er jo nylig blitt av meg å si at det er jo ikke mer enn et par år siden det var 8 dager der. Ja, nei, det...

Det dreier seg rett og slett om termoelektriske celler. Ja, det gjør det. Altså det å hente ut energi fra temperaturforskjeller. Ja. Og der finnes det mange steder du kan gå, har jeg skjønt. Ja, altså første gang jeg oppdaget dette, det er faktisk noen år siden du var en venn av meg, så vi importerte lampe. Du satt et lite sånn t-lys i.

inn i lampa, og så var det et termoelektrisk element som konverterte varmen til lys, og så drev

det er en masse LED-lys. Så det lyset fra selve flammen, det var ingenting i forhold til det lyset fra LED-lampene som kom ut. Det er samme som å ha disse viftene du kan sette opp og peise. Ja, det er også termologiske elementer. Men folk skjønner jo ikke hvordan det her virker. Nei, det gjør du. Men for at vi skal være helt sikre, så har vi fått med oss en gjest i dag også.

Vi har fått med oss teknologidirektør Håvard Moe Hjelke. Velkommen, Håvard. Hei, takk for invitasjonen. Er Odd-Rikard inne på noe her? Odd-Rikard har sannsynligvis plukket opp noe av det vi kommer til å se mest vekst i på materialsiden de neste ti årene. Termoelektrisk produksjon av elektrisitet. Det er et område som sannsynligvis kan bli like stort som sol.

Bare for å klare, hvorfor er dette sentralt for deg som teknologidirektør i Elkem? Elkem jobber med å lage materialer som verden trenger. Silisium brukes overalt, og silisium kan også brukes til termoelektrisk kraftgenerering.

Vi startet Elkem Solar og har fått en veldig god produksjonsprosess for solceller i silisium. Nå ser vi på neste trinn, og det er å lage silisiumlegeringer for å lage strøm fra varme. Du er litt inne på solceller her også. Det er mye likt her. Det er veldig mye likt. Begge delene er fornybart.

Og det trenger vi jo. Vi må jo ha noe som kan gi oss elektrisk strøm uten å bruke olje og gass. Og da er sola en utømmelig kilde. Sola gir jo sol, og så gir den lys, og så gir den varme. I tillegg så har vi mye varmoverskudd. Altså varmoverskudd i verden, det er helt enormt. Og hvis man kunne tatt den varmen og laget strøm tilbake fra den varmen på en effektiv måte,

så kunne vi løst store deler av energiproblemen i varmen. Tenk om du kunne fått strøm fra Exos-anlegget på dieselbilen din. Da hadde du vært litt mer miljøvennlig. Du kan snakke om bankmotoren. Det var jo ikke lenge da. Nei, det gjør ikke det. Men det er jo et hovedpoeng her, Riddikard. Det er at du er avhengig av en varm overflate og kald...

rundt da. Et varmedifferensial. Varmedifferensial, ja. Men det finnes jo utrolig mange områder på. Du nevnte dieselmotor og poengsmotor, men prosessanlegg og alt mulig. Her finnes det jo et haug av områder. Det er varme som ofte tapes i dag. Men hva er utfordringen, Håvard? Man utnytter dette her? Her er det jo ikke snakk om at vi må gå veldig på leting etter områder hvor du kunne putte disse cellene på.

Det er mange utfordringer. Hvis vi ser på sol som kom på 70-tallet, det er veldig likt dette her, så begynte man jo med sol på områder eller steder hvor strøm var veldig dyrt. Man bruker det på romfart og steder hvor det ikke er mulig å ha strømkabler inn, steder hvor det ikke er strømtilgjengelig.

Og det er det samme med termoelektrisk. Det kommer til å komme først der hvor, eller det har allerede kommet, der hvor man mangler strøm. Du nevnte jo denne vifta på peisen. Den morsomste jeg kjenner til, det er når du legger en sånn termoelektrisk plate på primussen din, mellom primussenflammen og der du koker vann, så kan du lade iPhone-en din, eller Samsung-telefonen din, med en USB-lader fra et termoelektrisk element, samtidig som du koker kaffe når du er ute i vindmarken.

Så de kommer disse nisjeområdene, og så vil det bli... I mørkene solleger finner jeg. Ja, og da kan du få lys... Endelig skal jeg få med deg ut på tur og ha det. Det skal mer til. Kan du hekte leddlysen i natt i teltet, og så har du lys fra trinusene. Så det her er helt... Det er det morsomste. Elken, vi er jo ikke der. Vi skal ikke jobbe med disse småtingene. Vi tenker stort. Og...

Silesium til termoelektrisk frost kan være 4-5-6 Elkem Solar fabrikker. 30 000 tonn silesium er ikke usannsynlig. Ja, for poenget er at dette er dyrt i dag, og det er basert på vissmuttetelvid, som er giftig og dyrt, og det å få over på silesium, det er det store spranget her. Ja.

Så du har, vismutelleri, det har mange begrensninger. Det er giftig. Det er ikke så lett å få tak i. Altså det finnes, men det kan være krevende å få tak i. Og så har det en temperaturbegrensning. Det går ikke høyere enn 200 grader. Når du passerer det, så vil det elementet slutte å virke. Det går rett og slett i stykker. Silisium, det kan tåle mye høyere temperaturområder.

Da får du også en mer effektiv termoelektrisk sende. Hvis du kan ta varmen med en høyere temperatur. Hvor langt opp kan det gå?

Silisiumen vil ikke være begrensningen. Det vil være kontaktplaten fra den pelleten, eller den silisiumbiten, til elektrodene, og det omliggende som vil være begrensningen. Så dere må forske litt på hvordan du fester dette til de forskjellige varmkildene? Ja, vi samarbeider jo med mange selskaper på dette her. Vi har et EU-prosjekt hvor vi prøver ut teknologien nå på våre smelteverk, rett og slett produsere strøm.

Silisiumet vår er 1800 grader i åpen, og den er veldig varm også når vi støper den ut, så der kan vi få prøvd ut dette her med stråledarme. Og så jobber vi med et veldig spennende prosjekt sammen med Sintef, Universitetet i Oslo og Tegma, hvor vi ser på forskjellige materialer og deres egnethet, hvor bra disse materialene er som termoelektriske elementer.

Men du har jo vært inne på det, og du har jo skrevet en artikkel om dette her for ikke så lenge siden. Hva med å kombinere dette med solceller? Fordi disse solcellene blir vel også veldig varme.

Ja, vi diskuterte det da vi snakket om dette her før podcasten, og det er mulig. Du får en solcelle som tar opp en del av energien, og så blir det varmt. Legger man et termoelektrisk element på baksiden med god kjøling, så at du får en temperaturutforskjell, så vil den kunne produsere strøm i tillegg.

Så er det sånn at solcellen produserer jo mindre når den blir veldig varm, så vi vil jo finne balansen mellom hvor varm solcellen kan være, gå litt ned i effektivitet, og hvor mye kan vi ta ut av ekstra strøm. Men vi snakker her om vi kunne ta ut den med dagesteknologi, 6-10% altså konverteringsgrad,

Og kommer vi opp på 15% av energien i varmen over til strøm, så vil det her bli, da vil vi si at det vil bli tatt i bruk en rekke steder. Da begynner du å nytte, ja. Fordelen her igjen da, som solceller, er jo ingen bevegelige deler. Dette er jo

Det krever lite velikehold da, og hvis du først får opp en virkningsskade som er all right, så vil det jo tikke å gå og stå der. Ja, det er ingen bevegelige regler, det er alltid bra. Så er det sånn da at... Det er en trend som oss, det er Adrik Hart. Ja, det burde færre være. Men er det gjort noen teoretiske beregninger for hvor langt man kan nå i virkningsskade?

Ja, det er det. Det er begrenset av Carnot-virkningsgraden, samme som alt annet. Så desto høyere temperatur du har på temperaturdifferanse, desto høyere virkningsgrad. Og Carnot-virkningsgraden er en pekepinn på maks, og så ligger man jo langt under det nå. Ja.

Hvor er dere, Hjelkem, på denne anvendelsen av materialer i forhold til hvor dere er på sol, altså på silisium til sol? På silisium til sol er vi integrert i en verdikjede fra kvarts til ferdig. Det er et marked som virkelig begynner å fungere og ta av. Termoelektrisk er det jobbig med grunnleggende forskning samtidig som vi ser på anvendelsesområder. Er vi der hvor sol var for 20 år siden, eller 15 år siden, eller?

Vi er nok enda lenger tilbake. Vi er nok 25 år tilbake i tiden, hvis du tenker på hvor sol var for 25 år siden. Men jeg tror at vi vil være der sol var for fem år siden om ti år. Så jeg tror det kommer til å gå dobbelt så fort med termoelektrisk som med sol.

- Dette er jo fantastisk at vi kan hente ut enda mer av både sola, men ikke minst alle de industrielle prosessene som står og avgir varme i dag. Og kanskje også at vi kan hente ut litt av dieselbilen din, Jan. - Ja, den blir hentet ut om ikke så lenge. Håvard, avslutningsvis, du har jo vært veldig tydelig på at de prognosene som ble gjort for sol, de var for slappe.

Sol har vokst mye raskere enn hva mange har trodd opp igjennom årene. Tror du det samme kommer til å skje med det termoelitteriske? Ja, det er jeg temmelig sikker på. Jeg tror nok at man vil bli flinkere til å lage prognoser når man ser hvor mye man bommet på sol. At man ser litt på hva var det som gjorde at sol kom.

På sol har det vært to mekanismer. Det har vært politisk, altså politiske beslutninger. Subsidier blant annet. Ja, subsidier. Og så får man da gjennom teknologiutvikling opp løsninger som man ikke foreså. Og så kommer man til sitt terskelverdier. Altså når du får en virkningsgrad og en pris som er attraktivt for det området, så vil da det markedet veldig fort gå av seg selv.

Det vil trigge ny teknologiutvikling, og så kommer man til et nytt marked. Så ser vi på termoelektrisk, så vil vi se industrielle anvendelser på områder hvor det koster mye for strømmen. Det neste kan være eksoserønne på båter, at man rett og slett bruker varmen fra båter, for da koster det mye å lage strøm.

Da vil vi få et volym. Og med en gang du får opp et volym, så er det mer utvikling som skjer. Og sånn vil det gå, og dette vil sannsynligvis gå mye raskere enn vi så på sol, når vi først kommer i gang med industrielle termoelektriske elementer.

Og Rikard, dette høres veldig spennende ut. Jeg tror vi får komme tilbake og oppdatere oss på dette også. Vi gleder oss til å være med, Bølgen Jan. Håvard, du blir invitert tilbake når det er mer å fortelle. Takk. Takk for det.

Nevnt i episoden

Termoelektriske celler

Teknologi som utnytter temperaturforskjeller for å generere elektrisitet. Diskutert i podcasten som et potensielt stort område for fremtidig energiproduksjon.

Elkem

Selskap som jobber med å lage materialer som verden trenger, inkludert silisium for termoelektrisk kraftgenerering.

Silisium

Et materiale som kan brukes til å lage termoelektriske elementer, og som Elkem bruker i sine produkter.

Solkraft

En fornybar energikilde som termoelektrisk teknologi kan bli like stor som, ifølge Håvard Moe.

Solceller

En type fornybar energikilde som bruker silisium og som Elkem har erfaring med å produsere.

Carnot-virkningsgrad

Et begrep som beskriver maksimal effektivitet for en varmemotor, brukt for å vurdere potensialet til termoelektriske elementer.

Sintef

Et forskningsinstitutt som Elkem samarbeider med for å utvikle termoelektriske materialer.

Universitetet i Oslo

Et universitet som Elkem samarbeider med for å utvikle termoelektriske materialer.

Tegma

Et selskap som Elkem samarbeider med for å utvikle termoelektriske materialer.

EU-prosjekt

Et prosjekt som Elkem deltar i for å teste termoelektrisk teknologi i sine smelteverk.

Vismutellerid

Et materiale som brukes i termoelektriske elementer, men som er giftig og dyrt.

Dieselbil

Et eksempel på et kjøretøy som kan bruke termoelektrisk teknologi for å hente ut energi fra varmen i eksosrøret.

Båt

Et eksempel på et kjøretøy som kan bruke termoelektrisk teknologi for å hente ut energi fra varmen i eksosrøret.

Eksosrør

En del av kjøretøyer som avgir varme, som kan brukes til å generere elektrisitet med termoelektriske elementer.

Deltakere

Host

Odd-Rikard Valmått

Host

Jan Moberg

Guest

Håvard Moe Hjelke

Lignende

9/9/2021

Teknisk sett

Episode 378 – Slik får vi mer og bedre solenergi

Solenergi kan ifølge NVE bidra med rundt 7 TWh til det norske kraftnettet i 2030. Det kan bli mindre eller mer, men uansett er dette et betydelig tall. Er det noe vi trenger, så er det flere terawattimer til det grønne norske nettet som alle vil bruke. Vi har vært på NTNU og snakket med Ida Fuchs. Hun er forsker på solenergi samtidig som hun leder NTNUs tverrfaglige satsing på feltet: Team Sol.

Se mer

2/25/2021

Teknisk sett

Episode 323 - Moberg & Valmot: Skal erobre batterianoden med nano-silisium

Ett kilo silisium kan erstatte ti kilo grafitt i batterier. Selskapet Cenate satser stort på nano-selisium. I dag snakker vi med sjefen, Erik Sauar, om den kommende revolusjonen.

Se mer

9/13/2022

Wolfgang Wee Uncut

Jan Emblemsvåg | Atomkraft, Fornybar, Energikrisen, Blackouts, Vind og Sol, Kjernekraft, Thorium

Wolfgang Wee Uncut #301: Jan Emblemsvåg er professor på NTNU. 0:00 Start 1:40 Hele verden satser på kjernekraft? 3:00 Vi kommer ikke utenom kjernekraft 4:30 Hva vil skjer om Europa går...

Se mer

9/7/2017

Teknisk sett

Episode 86 - Solkraft og vindkraft telles helt feil

Det internasjonale energibyrået har lenge rapportert at sol- og vindkraft bare opptar et par prosent av energimiksen i verden. Men: – Det stemmer ikke, sier teknologidirektør Erik Sauar i ukens podcast. Han forklarer her hvordan fossil energi telles på en måte som gir tre ganger så stort utslag som solenergi og vindenergi. Hvis vi nå øker tallene på sol og vind tilsvarende med faktor tre, ser vi at disse er klare til å ta over innen få år - mye raskere enn vi hittil har trodd. Det kan ha stor betydning for framtidige beslutninger blant politikere og bedrifter.

Se mer

7/6/2023

Teknisk sett

Utvikler batteri for både strøm og varme | #499

Av og til dukker det opp en teknologi som gir oss litt hakeslepp. Det nye batteriet som nå utvikles i et stort EU-prosjekt er en slik teknologi. Og det er ikke det vi vanligvis tenker på som et batteri. Professor i materialteknologi Merete Tangstad og hennes folk har fått ansvar for å utvikle materialer som skal lagre og hente energi som lagres eller frigjøres fra faseovergangen til ulike materialer. Det vil si når de går over fra fast til flytende fase og tilbake igjen.

Se mer

3/30/2017

Teknisk sett

Episode 63 - Energirevolusjonen

Vi står med begge beina i energirevolusjonen, og Norges posisjon som privilegert energinasjon står i fare. For mens Norge har levd meget godt på olje og vannkraft, ser vi nå at nye teknologier kan bli vel så viktige i framtida. Solcelleprisen er halvert fem ganger siden 70-tallet, og utviklingen ser ut til å fortsette. – Komboen solceller og batteri kan bli billigere enn norsk vannkraft, sier Martin Kirkengen, avdelingsleder energisystemer ved IFE. Han er gjest i ukens podcast, og snakker om hvordan det internasjonale energimarkedet nå utvikler seg. For hva skjer når Norge mister sin unike energiposisjon?

Se mer

6/14/2018

Teknisk sett

Episode 127 - En partikkelfysiker passer pengene

I dag snakker vi med Henrik Wold Nilsen i Storebrand. Han er utdannet partikkelfysiker med en doktorgrad fra Universitetet i Freiburg i Tyskland, og har bakgrunn fra CERN. Det kan virke som et langt sprang fra elementærpartikler til å forvalte Storebrands grønne fond, men han synes det er en god bakgrunn. Det gir grunnlag for å forstå teknologi som skal erstatte de fossile energikildene vi bruker i dag. De såkalte plussfondene investerer langsiktig i grønne alternativer inspirert av de lange målene nedfelt i Parisavtalen. Storebrand skal ikke bare sørge for å maksimere pensjonen til folk, men også være en aktiv investor i alternativ energi. Det er bra for alle som skal bli pensjonister om flere tiår fra nå. Wold Nilsen er en av fire forvaltere som har satt 180 milliarder kroner, eller rundt en tredjedel av Storebrands fondskapital, i 1500 spennende selskaper.

Se mer

10/18/2018

Teknisk sett

Episode 150 - Vi feirer jubileum!

Podcasten Teknisk Sett sender herved sin episode nummer 150! Vi feirer snart tre års nerding med en liten skål, og viser også hele jubileumsepisoden på video på TU.no. Dagens episode har mange temaer - et av dem er klimaendringene. Selv om Odd Richard er teknologioptimist, er han bekymret for tempoet i klimatiltakene. – Det går ikke fort nok, Jan! Jeg tenker på barnebarna mine, sier en alvorlig Odd Richard i ukas episode. Kan kjernekraft være en av løsningene? Energi har i hvert fall vært et gjennomgangstema i Teknisk Sett, med ulike innfallsvinkler. Heng med på jubileumsepisoden og hør mer om veivakselen, hydrogen, store TV-er, millitærteknologi og mye annet spennende.

Se mer

Laster