SOLAR THERMOL

Mae SPECIFIC yn ymchwilio i’r dulliau diweddaraf o gynhyrchu ynni solar thermol trwy osod technolegau sy’n defnyddio dulliau gwahanol i dynnu gwres o’r amgylchedd. Seiliwyd ein hymchwil ar belydriad solar uniongyrchol a thryledol (unigol ac mewn cyfuniad), dulliau unigryw o gasglu ynni thermol o’r aer a thrawsnewid yr ynni a gasglwyd yn ffurfiau y gellir eu defnyddio â’n technolegau cysylltiedig.

I’r diben hwn, bydd y prosiect yn elwa o’r arae solar sylweddol a osodwyd yn y SHED ym Margam, a fydd yn caniatáu casglu a monitro ynni solar trwy gyfrwng technolegau amsugno lluosog ar ochrau amryfal y safle. Bydd gwybodaeth ynghylch perfformiad pob technoleg o dan amodau amgylcheddol gwahanol yn fodd i’r tîm ddatblygu offeryn i ragfynegi’r ynni a gyflenwir, a fydd yn llywio system reoli adeilad. Gall system reoli’r adeilad ddiffinio wedyn sut y bydd adeilad yn defnyddio’r ynni gwres disgwyliedig, p’un ai trwy ddulliau storio gwres synhwyrol, cudd neu thermogemegol neu drwy ei ddefnyddio’n uniongyrchol i wresogi’r lle ar unwaith.

Trwy ddeall y mecanwaith ar gyfer addasu ynni solar adnewyddadwy ar gyfer pob un o’r ffurfiau hyn, ac effeithlonrwydd cysylltiedig y trawsnewid, bydd modd i SPECIFIC fynd ymhellach a deall gwir werth yr ynni a gasglwyd er mwyn sicrhau’r perfformiad ariannol mwyaf yn ogystal â’r perfformiad gweithredol a thermol gorau.

Arweinydd y Tîm: Dr Justin Searle

GENERADU ThermoDrydanol (TEG)

Ystyr generaduron thermodrydanol (TEGs) yw dyfeisiau sy’n manteisio ar effaith Seebeck, sef ffenomen lle bydd gwahaniaeth mewn tymheredd yn cynhyrchu gwahaniaeth foltedd rhwng dau ddargludydd trydanol, i gynhyrchu cerrynt trydanol.

Mae oddeutu un rhan o chwech o’r ynni a gynhyrchir ar gyfer diwydiant yn cael ei rhyddhau ar ffurf gwres gwastraff. Mae’n economaidd ymarferol i adennill bron 15% o’r gwres hwn, ac felly mae ysgogiad masnachol yn ogystal ag ysgogiad amgylcheddol i adennill gwres gwastraff o ddiwydiant. Mae hyn, ynghyd â’r potensial i adennill gwres o wastraff domestig a microgynaeafu gwres y corff dynol i bweru dyfeisiau electronig personol, yn golygu y gallai generaduron thermodrydanol wedi’u hargraffu, sy’n hyblyg ac yn eang eu harwyneb gyfrannu’n sylweddol at dargedau effeithlonrwydd ynni a lleihau allyriadau carbon.

Tan yn ddiweddar, roedd y mwyafrif o’r deunyddiau thermodrydanol a astudiwyd a oedd yn addawol o ran eu gwerthoedd ZT (dull o fesur effeithlonrwydd trawsnewid gwres) yn seiliedig ar aloion elfennau fel Bismwth, Telwriwm, Antimoni a Phlwm, y mae rhai ohonynt yn wenwynig a/neu’n brin. Mae ymchwilwyr yn troi mwyfwy at ddeunyddiau organig gan fod y rhain ar gael yn helaeth, yn ysgafn, yn hyblyg, yn gallu cael eu prosesu mewn hydoddiant ac yn isel eu cost, sy’n golygu bod dyfeisiau wedi’u hargraffu a chanddynt arwynebedd eang yn bosibilrwydd. Effaith hynny yw gwneud adennill gwres gwastraff o ddiwydiant ar raddfa fawr, yn ogystal â chymwysiadau mwy pwrpasol, fel TEGs y gellir eu gwisgo i bweru dyfeisiau electronig personol, yn bosibl. Ar ben hynny, mae dargludyddion a lled-ddargludyddion organig yn ddeunyddiau thermodrydanol effeithlon llawn addewid oherwydd dwy nodwedd sy’n perthyn iddynt: yn gyntaf, mae dargludedd thermol deunyddiau organig yn isel (< 1 W m-1 K-1); yn ail, mae prosesau addasu ac ychwanegu yn golygu bod dargludyddion organig fel PEDOT:PSS bellach yn cyflawni dargludedd tebyg i fetelau. Felly, mae’n bosibl y gallai deunyddiau organig gyflawni gwerthoedd ZT uchel.

Mae’r ymchwil i ddeunyddiau thermodrydanol yn SPECIFIC yn cwmpasu deunyddiau organig, anorganig a hybrid y gellir eu hargraffu neu eu prosesu trwy hydoddiant. Y nod yn y pen draw yw gweithgynhyrchu systemau thermodrydanol ar raddfa adeilad er mwyn defnyddio gwres gwastraff o adeiladau a strwythurau diwydiannol.

Arweinydd yr Ymchwil: Dr Matt Carnie