Wirtschaftlichkeitsuntersuchung eines thermomagnetischen Generators

Abstract

Dieser Bericht hatte zum Ziel, die Wirtschaftlichkeit einer thermomagnetischen Kraftmaschine zu beurteilen. Die Kraftmaschine funktioniert mittels des thermomagnetischen Effekts, wobei sich das Rotormaterial je nach Temperatur ferro- oder paramagnetisch verhält. Durch gezieltes Ummagnetisieren kann in einem Magnetfeld ein Drehmoment erzeugt werden, welches zur Erzeugung von Strom genutzt wird. Das Gerät soll die Wärme aus dem Abgas eines Gas-Brennwertkessels beziehen. Um die Wirtschaftlichkeit zu beurteilen, wurde mittels der Tageslastgänge der VDI 4655 die Wärmemenge berechnet, die dem Gerät aus dem Abgas zur Verfügung steht. Daraus wurde unter Annahme verschiedener Wirkungsgrade der finanzielle Rückfluss der Investition berechnet. Als Ergebnis wurde mit diesen Daten ein wirtschaftlicher Höchstpreis ermittelt, den die Maschine maximal aufweisen darf, um sich für den Anwender zu lohnen. Unter Berücksichtigung der Rahmenbedingungen des Zielmarktes und zukünftiger Preisentwicklungen lautet das Ergebnis, dass die Technologie selbst bei einer Ausbeute des Carnot-Wirkungsgrades von 50% für die untersuchte Anwendung nicht marktfähig ist. Grund dafür ist die geringe zugeführte Wärmemenge und der schlechte Carnot-Wirkungsgrad aufgrund geringer Abgastemperaturen.