Аннотация
В основных секторах потребления энергии включаются жилищное строительство и транспорт. В каждом из них часть потребляемой энергии обычно используется и обычно выбрасывается в окружающую среду в виде тепла, известного как отходы. Сначала подход заключается в оптимизации процессов для снижения расходов топлива. Затем, если остается остаточное отходное тепло, акцент смещается на превращение этого тепла в электричество для повышения эффективности. Для этой цели разрабатываются несколько технологий, таких как двигатель цикла органического Ранкина и концепция Турбосол, основанная на квазизотермическом расширении смеси воды и масла в сопле. Кроме того, продолжаются разработки поршневых двигателей на основе циклов Стирлинга, Эрикссона и Джоуля, объединенных под общим названием внешне нагреваемых двигателей. Научные исследования также охватывают термоэлектрические и термомагнитные эффекты. В этой статье приводится неполный список этих технологий с описаниями и комментариями с целью оценить их потенциал и выявить текущие ограничения. Оценка различных технологий с точки зрения эффективности согласно первому закону оказывается недостаточной, что приводит к предложению новых критериев. Предлагается оценивать потребление тепловой энергии относительно доступной тепловой энергии. Кроме того, для оценки качества превращения тепловой энергии в электроэнергию предлагается оценивать выходную мощность, деленную на потребление доступного тепла. Кроме того, предлагается оценивать коэффициент восстановления эксергии на основе второго закона термодинамики. Эти новые критерии для диссипации тепла сравниваются с классическим первым законом эффективности в различных сценариях. В настоящее время одним из главных вызовов является генерация достаточного количества электроэнергии для обеспечения прибыльности. Также выдвигаются некоторые термоэкономические соображения, включая потенциальное воздействие налогообложения отходного тепла.