Thermoelektrische Generatoren (TEG) wandeln Wärme direkt in elektrische Energie um, sehr zuverlässig mit jahrzehntelanger Betriebszeit in Weltraumanwendungen. Jüngste Entwicklungen bei thermoelektrischen (TE) Materialien für den Hochtemperatureinsatz und geeigneten Kontaktierungstechnologien ermöglichten industrielle Kleinserienproduktionen von TEG, sowie die Darstellung verschiedener Forschungsprototypen im Labormaßstab, die sich durch ihre zunehmende technologische Reife und Wirkungsgrade von bis zu 12% auszeichnen. Parallel zur Entwicklung optimierter TEG wird eine rückführbare Messtechnik zur Validierung wissenschaftlicher Ergebnisse und als Voraussetzung für eine zukünftige Industrialisierung dieser Technologie sowie die Erschließung von Märkten über den Bereich der Raumfahrtanwendungen hinaus benötigt.
Die Abteilung „Thermoelektrische Materialien und Systeme“ am DLR-Institut für Werkstoff-Forschung in Köln entwickelt präzise Charakterisierungsverfahren zur Bereitstellung zuverlässiger TEG-Moduldaten mit definierten Unsicherheitsbudgets. Basierend auf diesen Entwicklungen initiierte das DLR einen Richtlinienausschuss beim Verein Deutscher Ingenieure (VDI). Unter dem Vorsitz des DLR und in Zusammenarbeit mit der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB, Berlin) und Vertretern namhafter Forschungseinrichtungen und Industrien auf dem Gebiet der Thermoelektrik haben wir im Beuth Verlag die weltweit erste Richtlinie für thermoelektrische Messtechnik herausgegeben. Die Richtlinie konzentriert sich auf rückführbare Charakterisierungstechniken für thermoelektrische Generatormodule und liefert grundlegende Informationen zu Nomenklatur, technischen Aufbauten, Auswerteverfahren, sowie umfassende Standards für die Angabe von Messunsicherheiten.
Die Richtlinie liegt derzeit als Entwurf vor. Nach Ablauf der Einspruchsfrist wird sie Ende 2022 in ihrer endgültigen Fassung auch in englischer Sprache veröffentlicht. Die Richtlinie bildet die Basis für ein höheres Vertrauensniveau bei Messergebnissen und ebnet den Weg zu einer verbesserten Standardisierung, die die thermoelektrische Gemeinschaft unterstützen wird.
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