Membuat Litar Penjana Termoelektrik (TEG)

Penjana termoelektrik (TEG) adalah sejenis 'peranti tenaga bebas' yang mempunyai sifat menukar suhu menjadi elektrik . Dalam catatan ini kita belajar sedikit tentang konsep ini dan mengetahui bagaimana kita dapat menggunakannya untuk menjana elektrik dari panas dan sejuk.

Apa itu TEG

Dalam salah satu artikel saya yang terdahulu, saya telah menjelaskan konsep yang serupa mengenai cara membuat peti sejuk kecil menggunakan alat Peltier

Peranti Peltier juga pada dasarnya adalah TEG yang direka untuk menjana elektrik dari perbezaan suhu. Peranti termoelektrik agak serupa dengan a termokopel , satu-satunya perbezaan adalah dalam komposisi kedua-dua rakan sejawat.

Dalam TEG dua bahan semikonduktor yang berbeza (p-n) digunakan untuk kesannya sedangkan termokopel berfungsi dengan dua logam yang sama untuk yang sama, walaupun termokopel mungkin memerlukan perbezaan suhu yang jauh lebih besar dibandingkan dengan versi TEG yang lebih kecil.

Juga dikenali sebagai kesan 'Seebeck', ia membolehkan peranti TEG untuk memulakan penjanaan elektrik apabila mengalami perbezaan suhu di sisi lain. Ini berlaku disebabkan oleh struktur dalaman peranti yang dikonfigurasikan khas yang menggunakan beberapa semikonduktor p dan n yang dicabut untuk proses tersebut.

Kesan Seebeck

Menurut prinsip Seebeck ketika kedua-dua bahan semikonduktor dikenakan dua tahap suhu yang melampau, memulai pergerakan elektron melintasi persimpangan p-n yang mengakibatkan pengembangan kemungkinan perbezaan melintasi terminal luar bahan.

Walaupun konsepnya kelihatan luar biasa, semua perkara baik datang dengan kekurangan yang melekat dan dalam kesan ini juga konsepnya yang menjadikannya relatif tidak cekap.

Keperluan perbezaan suhu yang melampau di kedua sisinya menjadi bahagian yang paling sukar dalam sistem ini, kerana pemanasan salah satu sisi juga menyiratkan bahawa sisi yang lain juga akan menjadi panas yang akhirnya akan menghasilkan elektrik sifar dan peranti TEG yang rosak.

Untuk memastikan tindak balas yang optimum dan untuk memulakan aliran elektron, satu bahan semikonduktor di dalam TEG perlu panas dan secara bersamaan semikonduktor yang lain perlu dijauhkan dari panas ini dengan memastikan penyejukan yang betul dari sisi kaunter. Kekritisan ini menjadikan konsep itu sedikit kekok dan tidak cekap.

Walaupun begitu, konsep TEG adalah sesuatu yang eksklusif dan tidak dapat dilaksanakan menggunakan sistem lain setakat ini, dan keunikan konsep ini menjadikannya sangat menarik dan patut dicuba.

Litar TEG menggunakan Rectifier Diodes

Saya telah cuba merancang litar TEG menggunakan diod biasa, walaupun saya tidak pasti sama ada ia akan berfungsi atau tidak, saya berharap beberapa hasil positif dapat dicapai dari susunan ini dan ia mempunyai ruang untuk penambahbaikan.

Dengan merujuk kepada angka-angka itu kita dapat menyaksikan pemasangan dioda sederhana yang terpasang dengan heasink. Diod adalah dioda jenis 6A4, saya telah memilih diod yang lebih besar ini untuk memperoleh luas permukaan yang lebih besar dan kadar pengaliran yang lebih baik.

Diod 6A4

Rangkaian penjana termoelektrik sederhana yang ditunjukkan di atas mungkin dapat digunakan untuk menjana elektrik dari sisa haba, dengan menerapkan darjah perbezaan haba yang diperlukan pada plat pelindung haba yang ditunjukkan.

Angka sebelah kanan menunjukkan banyak diod yang dihubungkan dalam sambungan selari siri untuk mencapai kecekapan yang lebih tinggi dan pengumpulan perbezaan potensi yang lebih tinggi secara berkadar pada output.

Mengapa Menggunakan Diod untuk Membuat TEG

Saya menganggap bahawa diod akan berfungsi untuk aplikasi ini kerana diod adalah unit semikonduktor asas yang terdiri daripada bahan p-n yang dilekatkan tertanam dalam dua petunjuk penamatan mereka .

Ini juga menunjukkan bahawa kedua-dua hujung secara khusus terdiri dari pelbagai bahan yang memudahkan penggunaan suhu secara berasingan dari dua hujung yang berlawanan.

Banyak modul seperti itu dapat dibangun dan dihubungkan dalam kombinasi selari siri untuk mencapai kadar penukaran yang lebih tinggi, dan aplikasi ini juga dapat dilaksanakan menggunakan panas matahari. Sisi yang perlu disejukkan dapat dicapai melalui penyejukan udara atau melalui peningkatan penyejukan udara penyejatan dari suasana untuk meningkatkan kadar kecekapan.