工研院研發(fā)多年,完成利用廢熱能轉(zhuǎn)換成電能的“獵能技術(shù)”,從大到工廠300度以下的廢熱,小到搓熱雙手都能透過“熱電轉(zhuǎn)能控制晶片”變成應(yīng)用系統(tǒng)可用電力,大幅挹注環(huán)保節(jié)能。
在高雄駁二藝術(shù)特區(qū)P2倉庫里,經(jīng)常見到一群民眾聚精會神,搓熱掌心發(fā)功,試圖利用體溫發(fā)電,點(diǎn)亮由OLED燈片做成的能源柱。這就是工研院主辦的“解密科技寶藏”所展出的“獵能技術(shù)”。
工研院表示,將手掌搓熱放在晶片上就能點(diǎn)亮LED燈,體溫愈高,LED燈就愈亮,這個技術(shù)的原理就是利用一個“熱電轉(zhuǎn)能模組”,這個熱電轉(zhuǎn)能模組是由熱電材料模組與轉(zhuǎn)能控制晶片所構(gòu)成,透過熱電轉(zhuǎn)能控制晶片將低電壓大電流的電性轉(zhuǎn)換成應(yīng)用系統(tǒng)可用的電力,隨著材料模組的溫差愈大,發(fā)電功率就愈高。
工研院指出,在這項能源收集晶片中,還搭配最重要的最大功率追蹤演算功能,透過輸出電壓的偵測,即時將熱電的轉(zhuǎn)換效率控制在最佳操作點(diǎn),以產(chǎn)出最多電能、達(dá)到最佳輸出功率。
同時在能源收集晶片的設(shè)計上,也為了避免晶片本身的耗電過大,用盡所發(fā)的電力,同時研發(fā)出最簡單的電路實現(xiàn)復(fù)雜的功能,以及低功耗特性,達(dá)成世界最小的晶片體積。
工研院說,“獵能技術(shù)”利用超低電壓轉(zhuǎn)能晶片蒐集廢熱能源,不僅可取代電池用在隨身攜帶的手電筒及雷射筆,也可以作成智慧穿戴裝置上的充電電源;汽機(jī)車的排氣管溫度很高,用熱電晶片也能收集這些廢熱轉(zhuǎn)成電能,減少油耗并降低廢氣排放;更大型的是將工廠機(jī)器或爐具運(yùn)轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生熱能,尤其在攝氏300度以下難以回收的廢熱,用獵能技術(shù)轉(zhuǎn)成電能供工廠照明。
此外,“獵能技術(shù)”甚至連常溫下微小溫差也能發(fā)電,例如運(yùn)用人體皮膚與環(huán)境的溫差來發(fā)電,大幅提高“熱溫差發(fā)電”的范圍及可能性,僅有微量的電,也能轉(zhuǎn)換并加以利用。
工研院舉例,在戶外不易取得電力的環(huán)境中,更可發(fā)揮“獵能技術(shù)”的關(guān)鍵效果。例如使用在運(yùn)動時的生理監(jiān)測裝置上,一方面藉由身體的散熱轉(zhuǎn)換為電力,同時還可驅(qū)動裝置來偵測心跳、血壓等生理狀況,以達(dá)到記錄、警示與通訊等功能。
低于攝氏120度的工作機(jī)臺上也可應(yīng)用“獵能技術(shù)”,搭載感測器裝置,得以監(jiān)控設(shè)備,避免損壞而影響產(chǎn)能,對于降低溫室效應(yīng)、改善環(huán)境也很有幫助。