Fundamental Heat Analysis about the Thermoelectric Generation System Using the Waste Heat of Exhaust Gas from Ship

IMO (International Maritime Organization) in the UN (United Nations) set up that aim at reducing $CO_2$ emission from ship by up to 30 percent until 2030. The final purpose of this study is the development of marine thermoelectric generation system using waste heat from vessel of internal combustion engines. Before the development of marine thermoelectric generation system, this paper carried out the fundamental heat analysis of marine thermoelectric generation system. It was able to obtain the valuable results about the efficiency improvement of the thermoelectric generation system. The results is as follows : 1) It was confirmed that the efficiency of thermoelectric generation system improves to 8.917 % with increasing the temperature difference of peltier module by reducing the temperature difference between peltier module and heat source at the hot side. 2) System efficiency according to change in the external load resistance was confirmed that the change width of about 6 % which does not significantly occur. 3) System efficiency in the case stainless steel at the same condition is 8.707 %. System efficiency could be confirmed that the stainless steel is higher than duralumin (8.605 %), copper (8.607 %).

선박의 배기가스 폐열을 활용한 열전발전시스템에 관한 기초 열해석

해상에서는 UN산하 IMO(International Maritime Organization, 국제해사기구)는 선박에서 배출하는 $CO_2$량을 2030년까지 30 %까지 줄이는 것을 목표로 설정하고 있다. 본 연구는 이러한 상황에 대응하고 친환경기술의 개발을 목표로 선박용 내연기관에서의 폐열을 이용하는 열전발전시스템 개발에 최종목표를 두고, 본 논문에서는 선박용 열전발전시스템 개발에 앞서 기초 열해석을 실시하고 분석하였다. 그 결과 다음과 같은 열전발전시스템의 효율향상에 관한 유효한 방법을 얻어 낼 수 있었다. 1) 고온측 열원과 모듈간 온도차를 줄여 모듈의 온도차를 늘리는 것으로 열전발전시스템의 효율이 8.917 %로 향상되는 것을 알 수 있었다. 2) 외부부하저항의 변화에 따른 시스템 효율은 약 6 %로 그 변화폭이 크게 발생하지 않는 것을 확인할 수 있었다. 3) 동일 계산 조건에서 방형관의 재질이 스테인레스인 경우의 시스템 효율이 8.707 %로 두랄루민(8.605 %), 동(8.607 %)보다 높을 것을 확인할 수 있었다.