"Роснано" инвестирует 600 млн рублей в производство термоэлектрических систем (ТЭС) для охлаждения и генерации электричества нового поколения на основе российской технологии Ceratom. Общий объем финансирования  проекта - 1,7 млрд рублей. Продукция проекта предназначена в основном для производителей лазеров, холодильных устройств и строительных компаний. В целом компания будет ориентироваться на экспорт, доля которого у проекта в 2016 году может достичь 88% от общей выручки, прогнозируют в "Роснано".

свехвакуумное оборудование для сверхтонкопленочных

покрытий наноразмерных величин
на нашей интернет-площадке

Партнер "Роснано" в проекте - "Термиона", которая и будет управлять производством. Соинвестор "Роснано" по проекту - "Концерн РИО", который займется операционным управлением и реализацией продукции проекта. В качестве финансового соинвестора проекта выступит иностранный банк, название которого пока не раскрывается.

Производство ТЭС будет осуществляться на арендуемых производственных площадях завода "Элма" в Зеленограде. Сборочное производство будет размещаться на предприятии "ЯК-44", входящем в "Концерн РИО". Начало реализации проекта намечено на 2010 год, а выход на полную мощность в 2014 году.

Продукцией проекта являются устройства охлаждения, термостатирования и генерации. В частности, речь идет о производстве систем охлаждения для твердотельных лазеров, систем термостатирования cold plate для диодных лазеров, термостатированных шкафов для телекоммуникационной аппаратуры, торгового охладительного оборудования и термоэлектрических электрогенераторов для индивидуального жилья.

До настоящего времени в производстве термоэлектрических модулей и ТЭС использовался ряд дорогостоящих и нефункциональных материалов. Выполняя достаточно утилитарную функцию, а именно обеспечивая конструкционную прочность термоэлектрического модуля, эти материалы также оказывали и сильное негативное влияние на модули, конечную продукцию на их основе и на процесс производства. Термоэлектрические системы, произведенные по технологии Ceratom, лишены этих недостатков, уверены в "Роснано".  Так как в них эти материалы или отсутствуют, или заменены на более дешевые и эффективные наноструктурированные композиты. Кроме того, технология Ceratom предусматривает полную автоматизацию как производственного процесса получения наноструктурированных композитов, так термоэлектрических систем и конечной потребительской продукции.

Продукция ориентирована на экспорт. Рост доли экспорта в выручке составляет от 75% в 2010 году до 88% в 2016 году. Среди основных потребителей - производители лазеров и лазерных диодов, а также производители коммерческих и бытовых холодильных устройств, а также строительные компании.Планируемая доля рынка продукции проекта при выходе на проектную мощность в сегменте систем охлаждения для твердотельных лазеров составляет 5%, а в сегменте систем охлаждения для диодных лазеров - 6,8%.

Устройство ТЭМ

В 1834 году французский физик Жан Пельтье обнаружил, что при протекании постоянного электрического тока через цепь из различных проводников, место соединения проводников охлаждается или нагревается в зависимости от направления тока. Количество поглощаемой теплоты пропорционально току, проходящему через проводники.

В результате работ российского академика А.Ф. Иоффе и его сотрудников, были синтезированы полупроводниковые сплавы, которые позволили применить этот эффект на практике и приступить к серийному выпуску термоэлектрических охлаждающих приборов для широкого применения в различных областях человеческой деятельности.

Единичным элементом термоэлектрического модуля (ТЭМ) является термопара, состоящая из двух разнородных элементов с p- и n- типом проводимости. Элементы соединяются между собой при помощи коммутационной пластины из меди. В качестве материала элементов традиционно используются полупроводники на основе висмута, теллура, сурьмы и селена. Термоэлектрический модуль (Элемент Пельтье) представляет собой совокупность термопар, электрически соединенных, как правило, последовательно. В стандартном термоэлектрическом модуле термопары помещаются между двух плоских керамических пластин на основе оксида или нитрида алюминия. Количество термопар может изменяться в широких пределах - от единиц до сотен пар, что позволяет создавать ТЭМ практически любой холодильной мощности - от десятых долей до сотен ватт.

При прохождении через термоэлектрический модуль постоянного электрического тока между его сторонами образуется перепад температур -одна сторона (холодная) охлаждается, а другая (горячая) нагревается. Если с горячей стороны ТЭМ обеспечить эффективный отвод тепла, например, с помощью радиатора, то на холодной стороне можно получить температуру, которая будет на десятки градусов ниже температуры окружающей среды. Степень охлаждения будет пропорциональной величине тока. При смене полярности тока горячая и холодная стороны меняются местами.

Современные однокаскадные термоэлектрические охладители позволяют получить разность температур до 74–76 К. Для получения более низких температур применяются многокаскадные модули, представляющие собой несколько однокаскадных модулей с последовательным тепловым соединением между собой. Например, серийно производимые фирмой Криотерм четырехкаскадные ТЭМ позволяют развить разность температур до 140 К.

свехвакуумное оборудование для сверхтонкопленочных

покрытий наноразмерных величин
на нашей интернет-площадке

Программа Криотерм

Предлагаем Вам компьютерную программу "Kryotherm". Вы можете скачать её, заполнив предварительно краткую обратную форму.

    Наша программа специально разработана для оптимизации выбора термоэлектрических модулей и проектирования охлаждающих систем.

    На основе многолетнего общения с клиентами мы выделили следующие вопросы, которые чаще всего задают наши клиенты:

1.       Каковы особенности работы данного ТЭМ?

2.       Сколько и каких модулей необходимо использовать для моей задачи?

3.       Что получится, если в имеющейся системе охлаждения использовать данные модули?

Программа "Kryotherm" поможет Вам ответить на эти вопросы. 

    Программа состоит из трех разделов:

"Perfomance Graphs" ("Графики характеристик"). В этом разделе представлены графики зависимостей характеристик термоэлектрического модуля в различных комбинациях при различных условиях эксплуатации.

"Choice of Modules" ("Выбор модулей") – Этот раздел поможет вам выбрать оптимальные (с точки зрения энергопотребления или стоимости) тип и количество термоэлектрических модулей для вашей системы,  задав ее основные теплофизические и электрические характеристики. (синтез);

”Thermoelectric System" ("Термоэлектрическая система") – С помощью этого раздела вы сможете построить компьютерную модель вашей системы и провести анализ ее работы в зависимости от типа и количества используемых в ней термоэлектрических модулей, вариантов их включения, подаваемого напряжения питания и т.п. (анализ).

Заполните краткую регистрационную форму и запустите файл Kryotherm.exe, Вы найдете данные разделы в главном меню основного окна программы.

рис.1 "Perfomance graph standart"

рис.2 "Perfomance graph detailed"

рис.3 "Choice of Modules"