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Modelling and optimization of a Radioisotope Thermoelectric Generator (RTG)

Lallemand, Elliott und de Boor, J. und Müller, Wolf Eckhard und Cowley, A. und Ziolkowski, Pawel (2024) Modelling and optimization of a Radioisotope Thermoelectric Generator (RTG). PhD workshop IFW dresden, 2024-09-09 - 2024-09-10, Köln.

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Kurzfassung

Lunar exploration requires a continuous supply of electrical power, independent of solar irradiation availability, which can be provided by Radioisotope Thermoelectric Generators (RTGs). RTGs have been deployed by NASA in various deep-space missions, proving their reliability and longevity. ESA is currently deploying its own RTG, based on 200 Wth 241Am-based radioisotope fuel. Design and operation of RTGs is a complex multi-disciplinary challenge, as they are comprised of multiple components that affect their performance. Their inner core uses multi-layer containment to prevent radioisotope fuel leakage. In contact with the core, thermoelectric generators (TEGs) produce electric power, while in the areas not covered by TEGs thermal insulation is placed. The design of each RTG component affects the heat distribution and thermoelectric performance, thus requiring multi-parametric tools for design optimization. Here, a 1D thermoelectric network model is developed, coupled with a genetic algorithm (GA) tool, and deployed to maximize the specific power of the RTG. Using an iterative process, the 1D model calculates the heat flux through each RTG component, and thus the temperature difference, necessary to evaluate the thermoelectric performance of the TEGs. Using the GA, an optimization study investigates the RTG design that achieves maximum specific power while maintaining safe operating limits on the RTG components.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/211854/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Modelling and optimization of a Radioisotope Thermoelectric Generator (RTG)
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Lallemand, ElliottNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
de Boor, J.German Aerospace Center, Institute of Materials Research, Köln, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Müller, Wolf EckhardEckhard.Mueller (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cowley, A.European Astronaut Centre, KölnNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ziolkowski, PawelPawel.Ziolkowski (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2024
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Modelling and optimization of a Radioisotope Thermoelectric Generator (RTG)
Veranstaltungstitel:PhD workshop IFW dresden
Veranstaltungsort:Köln
Veranstaltungsart:Workshop
Veranstaltungsbeginn:9 September 2024
Veranstaltungsende:10 September 2024
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Radiothermogeneratoren als autarke Stromquellen Mondbasis
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Thermoelektrische Materialien und Systeme
Hinterlegt von: Rossmeier, Matthias
Hinterlegt am:11 Feb 2025 08:08
Letzte Änderung:11 Feb 2025 08:08

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