Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Two-dimensional numerical simulation of a thermoelectric cooler module

Gałek R.

Technical Transactions

|

2018

|

Vol. 115, iss. 7

167--178

EN

The paper presents the methodology and results of a numerical simulation of coupled thermal and electrical phenomena in a thermoelectric (TE) cooler module obtained with the MOOSE Framework released by Idaho National Laboratory. The coupled system of partial differential equations is solved for the value of electric potential and temperature fields. Equations include contributions from electric conduction, Seebeck effect, thermal conduction, Joule heating as well as Peltier and Thomson effects. The values of the cooling capacity and the voltage drop of the module are calculated and compared with the data provided by the manufacturer of the thermoelectric cooler in order to determine if the simplified assumptions adopted in the numerical model are appropriate to reliably infer about the performance of the TE module composed of over one hundred thermoelectric pairs.

PL

Artykuł prezentuje metodologię i wyniki symulacji numerycznej zjawisk cieplnych i elektrycznych w module chłodziarki termoelektrycznej otrzymane przy użyciu środowiska MOOSE Framework. Układ równań różniczkowych rozwiązano dla szukanych wartości potencjału elektrycznego oraz temperatury. Sformułowane równania uwzględniają przewodzenie prądu elektrycznego, efekt Seebecka, przewodzenie ciepła, generację ciepła Joule’a oraz efekty Peltiera i Thomsona. Otrzymane wartości wydajności chłodniczej oraz spadku napięcia modułu zostały porównane ze specyfikacją opublikowaną przez producenta urządzenia w celu oceny, czy przyjęte w modelu numerycznym założenia upraszczające pozwalają poprawnie określić wydajność modułu złożonego z ponad stu par termoelektrycznych.

2

Pomiar ogniwa Peltiera z wykorzystaniem platformy Arduino

Sadowski E., Pniewski R.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2018

|

R. 19, nr 12

630--633

PL

W artykule omówiony został układ do pomiarów modułów termoelektrycznych Peltiera przy zastosowaniu platformy Arduino opartej na mikrokontrolerze Atmega328P. Przedstawiono także wyniki z takich pomiarów dla ogniwa termoelektrycznego z serii TEC1-12705. Zarówno dla pracy w trybie chłodzenia (zjawisko Peltiera), jak i w przypadku pracy jako termogenerator (zjawisko Sebeecka).

EN

The article discusses the system for measuring Peltier thermoelectric modules using the Arduino platform based on the Atmega328P microcontroller. The results of such measurements for the TEC1-12705 series of thermoelectric cells are also presented. Both for cooling mode operation (Peltier effect) and for working as a thermoenergy generator (Sebeecka effect).

3

Zastosowanie ciepłowodów do zwiększenia wydajności generatorów termoelektrycznych

Grzesiak W., Piekarski J., Witek K., Grzesiak P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2014

|

Vol. 55, nr 9

55-57

PL

W artykule zaprezentowano podstawowe informacje na temat budowy i zasady działania modułów termoelektrycznych. Dokonano przeglądu materiałów stosowanych obecnie i przewidywanych do użycia w przyszłości. Przeprowadzono krótką analizę rozwiązań konstrukcyjnych stosowanych w generatorach termoelektrycznych dostępnych na rynku. Przedstawiono rozwiązanie demonstratora generatora termoelektrycznego, który został zaprojektowany i wykonany w krakowskim Oddziale Instytutu Technologii Elektronowej, którego innowacyjność polega na zastosowaniu płaskich ciepłowodów. Zaprezentowano wybrane wyniki badań. Przedyskutowano problemy konstrukcyjno-montażowe oraz możliwość zastosowania generatora w hybrydowych instalacjach fotowoltaicznych.

EN

The paper presents basic information about the construction and operation of thermoelectric modules. A review of the materials currently used and expected to be used in the future has been presented with a brief analysis of structural solutions applicable in thermoelectric generators available on the market. The demonstrator of the thermoelectric generator, designer and made by the Cracow branch of the Institute of Electron Technology has been introduced. Its innovation lies in the use of flat heat pipes. The paper shows selected results considering construction and installation problems including the possibility of the use of a generator in the hybrid photovoltaic systems.

4

Zastosowanie generatorów termoelektrycznych do wspomagania autonomicznych instalacji fotowoltaicznych

Grzesiak W., Piekarski J., Witek K., Grzesiak P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2013

|

Vol. 54, nr 5

16-18

PL

Generatory termoelektryczne zwane również termogeneratorami są urządzeniami dokonującymi bezpośredniej konwersji energii cieplnej na elektryczną. W ostatnich latach obserwuje się dynamiczny rozwój ich technologii, konstrukcji oraz obszarów zastosowań. Ponieważ ich sprawności systematycznie rosną, zatem w niektórych realizacjach celowe staje się ich zastosowanie do wspomagania autonomicznych hybrydowych instalacji fotowoltaicznych. W artykule zaprezentowano schemat blokowy takiej instalacji, dwa komercyjne generatory termoelektryczne, opracowany i wykonany w ITE dedykowany do współpracy z termogeneratorami regulator ładowania oraz kontroler rozładowania zabezpieczający instalację przed skutkami zbyt głębokiego rozładowania akumulatora i przekroczenia dopuszczalnego prądu obciążenia.

EN

Thermoelectric generators, also known as thermogenerators, are devices that directly convert thermal energy into electricity. In the last few years there has been a dynamic development in their technology, construction and application areas. Because of the systematic rise of their efficiency, in some cases, the use of thermogenerators as a supporter for autonomic hybrid photovoltaic installations turns out to be advisable. The paper presents the block diagram of this type of installation that consist of two commercial thermogenerators, dedicated charge regulator and discharge controller with maximum load and deep battery discharge protection designed and manufactured by ITE Institute.

5

Nowoczesne materiały termoelektryczne - przegląd literaturowy

Królicka A., Hruban A., Mirowska A.

Materiały Elektroniczne

|

2012

|

T. 40, nr 4

19-34

PL

Odkrycie na początku XXI wieku nowych zjawisk oraz innowacyjnych metod wytwarzania pozwoliło na znaczny rozwój dziedziny materiałów termoelektrycznych oraz ich zastosowań. Rozwój ten idzie w parze z coraz większymi wymaganiami dotyczącymi pozyskiwania energii w wyniku eksploatacji paliw kopalnych i globalnego dążenia do zniwelowania tego zjawiska na rzecz rozwoju i wdrożenia odnawialnych źródeł energii. Artykuł stanowi przegląd aktualnej wiedzy na temat materiałów termoelektrycznych i zawiera: rys historyczny, podział materiałów, zjawiska występujące w termoelektrykach, metody ich wytwarzania, opis ich przydatności do budowy elementów termoelektrycznych oraz możliwości zastosowań. Podano również zalety technologii materiałów termoelektrycznych w porównaniu z innymi metodami odnawialnymi.

EN

The discovery of new phenomena and innovative methods of production at the beginning of the 21st century has led to significant growth in the field of thermoelectric materials and their applications. The said progress is inextricably linked with new requirements for energy production as a result of fossil fuel depletion and global efforts to overcome this problem by developing and implementing renewable energy sources. This article provides an overview of current knowledge about thermoelectric materials including: the historical background, division of materials and phenomena in thermoelectrics, methods for their preparation, description of their suitability for the construction of thermoelectric elements and possible applications. The advantages of the thermoelectric technology are compared with those of other renewable methods.

6

Thermoelectric properties of expanded graphite as filler of multifunctional cement composites

Pichór W., Frąc M.

Composites Theory and Practice

|

2012

|

R. 12, nr 3

205-209

EN

This paper presents the results of investigations on the thermoelectric properties of expanded graphite obtained by different methods. The expanded graphite was subjected to thermal treatment by two different ways: by rapid heating in a furnace and by irradiated microwave. For each of the methods, graphite was expanded in different conditions for the purpose of investigating the influence of thermal treatment on their thermoelectric properties. The bulk density and thermoelectric properties (Seebeck coefficient) of expanded graphite were measured. The results of the investigations show that the method and time of thermal treatment have a major influence on the thermoelectric properties of expanded graphite.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości termoelektrycznych grafitu ekspandowanego otrzymanego różnymi metodami. Wykorzystano dwie metody ekspandacji: przez gwałtowne podgrzanie w piecu laboratoryjnym oraz przez poddanie działaniu promieniowania mikrofalowego. W przypadku metody bezpośredniego ogrzewania proces prowadzono w różnej temperaturze w zakresie 500÷1000°C i przy różnym czasie ogrzewania, natomiast w metodzie mikrofalowej zmienną poza czasem procesu była moc dostarczona do próbki. Wyniki pomiaru współczynnika Seebecka pokazały, że metoda ekspandacji oraz czas procesu mają duży wpływ na otrzymane właściwości termoelektryczne grafitu ekspandowanego.

7

Dynamiczne właściwości elektryczne lekkich zapraw cementowych z dodatkiem grafitu odpadowego

Pichór W.

Kompozyty

|

2010

|

R. 10, nr 2

175-180

PL

Przedstawiono wyniki badań dynamicznych właściwości elektrycznych lekkich zapraw budowlanych z dodatkiem grafitu odpadowego. Niską gęstość pozorną zapraw cementowych uzyskano poprzez dodatek mikrosfer glinokrzemianowych pozyskiwanych jako uboczny produkt spalania węgla kamiennego, zastępując nimi część piasku. Jako dodatek przewodzący wykorzystano grafitowy pył powstający w czasie szlifowania elektrod przeznaczonych dla przemysłu metalurgicznego w ilości 35% wag. w stosunku do cementu. Dodatek grafitu w ilości przekraczającej próg perkolacji spowodował zmianę charakteru przewodnictwa elektrycznego z bardzo słabego jonowego na elektronowy, czego konsekwencją jest obniżenie oporu właściwego o kilka rzędów wielkości. Oprócz znacznego zwiększenia przewodnictwa elektrycznego w zaprawach tych zaobserwowano efekt generacji napięcia termoelektrycznego (efekt Seebecka). Napięcie termoelektryczne generowane poprzez zaprawy z dodatkiem grafitu mierzono w zakresie temperatur od -10 do 50°C względem temperatury odniesienia 20°C. Wpływ zawartości mikrosfer na wartość współczynnika Seebecka jest pomijalnie mały. Przeprowadzono badania dynamicznych odpowiedzi zapraw na wymuszone bodźce zewnętrzne - różnice temperatur (pomiar napięcia termoelektrycznego) oraz cykliczne obciążanie ze stosunkowo dużym przyrostem siły (pomiar rezystancji zapraw). W przypadku dynamicznych pomiarów termoelektrycznych realizowanych metodą tzw. skoku temperaturowego zaobserwowano wpływ współczynnika przewodzenia ciepła zapraw na szybkość ustalania się napięcia Seebecka proporcjonalnego do wymuszonej różnicy temperatur. Zaprawy o zmniejszonym współczynniku przewodzenia ciepła znacznie szybciej reagowały na zmiany temperatury zewnętrznej. W przypadku badań zmian oporu elektrycznego w funkcji cyklicznego obciążania zapraw względna zmiana oporu była największa dla zapraw z dużą zawartością mikrosfer glinokrzemianowych. Lekkie zaprawy cementowe z dodatkiem pyłu grafitowego dzięki swojej wielofunkcyjności mogą znaleźć zastosowanie w konstrukcjach tzw. domów inteligentnych, np. do monitoringu temperatury przegród budowlanych czy do oceny stanu naprężeń konstrukcji. Dzięki małej gęstości objętościowej uzyskanej przez wprowadzenie mikrosfer glinokrzemianowych uzyskuje się wzrost czułości zapraw cementowych z dodatkiem grafitu na zmienne bodźce zewnętrzne oddziałujące na materiał.

EN

This paper presents the results of investigation dynamic electrical and thermoelectric properties of lightweight cement mortars with cenospheres from coal ash and waste graphite powder additive. Quartz sand was replaced by aluminosilicate cenospheres up to 60% of mass. The replacement sand led to significant reduction of bulk density and thermal conductivity of cement mortars. The waste graphite powder obtained during mechanical treatment of metallurgical electrodes production was used as the conductive filler. Graphite powder was added up to 35% of cement mass. The main physical properties: bulk density and thermal conductivity were investigated. Addition of graphite powder above percolation threshold changed the character of electrical conductivity of cement mortars. Reduction of resistivity is very strong. In case of mortars with 35% cement replacement by graphite powder the Seebeck voltage was measured. Addition of graphite powder to mortars led to moderate detoriation of main properties but cement mortars but got possibility of reaction due to the temperature changes. The Seebeck coefficients calculated for all investigated mortars were similar (in error range) and weak dependence of temperature gradient was in each case. But in typical application the thickness of used mortars were very small (about 1-2 cm) and the changes were to small to induce measurable level of thermoelectric force. The point is that in case of lightweight mortars the low thermal conductivity caused much higher temperature gradient and consequence the Seebeck voltage increased. The dynamic measurements of electrical conductivity and Seebeck effect were done. The electrical resistivity of mortars during cyclic load were changed up to 28% for mortars with maximal amount of aluminosilicate cenospheres. The changes were reversible. In case of Seebeck voltage the effect of time constants of reaction on the immediately temperature change were measured. The effect of thermal conductivity was visible. Lightweight cement mortars with conductive particles as graphite powder are multifunctional materials and may be used to monitor the temperature of building's wall.

8

Transport properties in calcium-doped cobalt oxide

Cieniek Ł., Kusiński J., Baldinozzi G., Petot C., Petot-Ervas G.

Inżynieria Materiałowa

|

2007

|

Vol. 28, nr 3-4

242-246

EN

In this work, experimental data on electrical conductivity, Seebeck's effect and diffusion, of (Co,Ca)0 single crystals (0.26, 0.84, 2 and 4.43 mol % CaO), are discussed. For oxygen partial pressures higher than 10"3 atm, we have found a values close to those obtained for the undoped oxide. Furthermore, TLM and TEM examinations, coupled to EDS and EELS analyses, revealed the presence of Co304 precipitates, whose density increases with the amount of Ca. For p0 <10" atm, we have found electrical conductivity values lower than those obtained for pure CoO and an extrinsic behavior when the temperature decreases what can be explained by the presence of 4:1 clusters in defect's structure. We have also found that the presence of Ca leads to an increase of the chemical diffusion coefficient. Moreover, kinetic demixing experiments done under an electrical field have allowed us to show an enrichment of Ca content near the cathode. This unexpected result (DCa>DCo) obtained during experiment, indicates that correlation effects between Co and Ca cations, play a decisive role in diffusion processes in (Co,Ca)0.

PL

W niniejszej pracy przeprowadzono analizę wyników badań eksperymentalnych przewodności elektrycznej, efektu Seebeck'a i dyfuzji, uzyskanych dla monokryształów (Co,Ca)0 (0.26, 0.84,21 4.43 mol % CaO), w oparciu o obserwacje mikroskopowe. Dla ciśnienia cząstkowego tlenu powyżej 10 -3 atm otrzymane wyniki ? są zbliżone do tych uzyskanych dla czystego CoO. Obserwacje mikroskopowe (TLM i TEM), połączone analizą EDS i EELS ujawniły obecność w strukturze tlenków wydzieleń Co304, która ilość wzrasta wraz ze wzrostem stężenia Ca. Dla po2<10-3 atm zaobserwowano wyraźny spadek przewodności elektrycznej w stosunku do czystego CoO, oraz ustalenie się wartości a ze spadkiem temperatury, co tłumaczyć można obecnością klastrów 4:1 w strukturze defektów. Stwierdzono również, że obecność Ca powoduje wzrost współczynnika dyfuzji chemicznej Przeprowadzony eksperyment wymiany kinetycznej w polu elektrycznym pozwolił na ujawnienie zwiększonej koncentracji domieszki Ca po stronie katody. Zaskakujący wynik uzyskany na drodze eksperymentu (DCa>DCo), wskazuje na istotny wpływ wzajemnych oddziaływań pomiędzy kationami Co i Ca, na procesy dyfuzyjne tlenków (Co,Ca)0.