In the paper a compact thermoelectric harvester that consists of a Peltier module, a small heat sink, an ultra low voltage converter, a microcontroller (µC) and a sensor is presented. A detailed description of the mechanical and electronic circuits design for power management is also shown. Results of tests and measurements of obtained voltage and electrical power levels against temperature gradients are presented and analyzed. A study on possible application of the designed thermogenerators to supplying with electrical power wireless sensor nodes is also provided.
PL
A artykule przedstawiono kompaktowy generator termoelektryczny składający się z modułu Peltiera, radiatora, przetwornika ultra niskiego napięcia. mikrokontrolera oraz czujnika. W artykule zawarto opis konstrukcji mechanicznej generatora oraz części elektronicznej wraz z układem do zarządzania mocą. W pracy przedstawiono wyniki testów oraz pomiarów uzyskanych poziomów mocy oraz napięć w funkcji gradientów temperatury. Na końcu zamieszczono analizę na temat możliwych zastosowań zaprojektowanego termogeneratora do zasilania węzłów sieci bezprzewodowych.
Wytwarzanie energii elektrycznej przez niskotemperaturowe ogniwa paliwowe typu PEM powoduje jednoczesną generację ciepła, tym większą im większa jest moc obciążenia ogniwa. Stosy ogniwa paliwowego chłodzone są wodą w obiegu zamkniętym. Ciepło odpadowe wynikające z konieczności chłodzenia ogniw paliwowych konwertowane jest w energię elektryczną z użyciem półprzewodnikowych modułów Peltiera. Zarówno ogniwa Peltiera jak i ogniwa paliwowe są urzą-dzeniami bezpośredniej przemiany i nie mają części ruchomych, a ich wzajemna współpraca umożliwia wzrost sprawności generowanej energii elektrycznej. W artykule przedstawiono stanowisko badawcze i wyniki badań generatora termoelek-trycznego składającego się z dwukomorowego wymiennika ciepła i półprzewodnikowych modułów Peltiera. Przedstawiono także koncepcję budowy hybrydowego systemu wytwórczego ogniwa paliwowo-termoelektrycznego.
EN
Electricity production by the low-temperature PEM type fuel cells coincides with heat generation, the higher the greater power load of fuel cell is. Stacks of fuel cells are closed circuit water-cooled. Waste-heat resulting from fuel cells cooling necessity is converted into electricity with the use of solid-state Peltier's modules. Both Peltier's modules and fuel cells are direct conversion units that don't have any moveable parts and co-operation between them enables increase of generated electricity efficiency. The article presents the investigative installation and results of research on thermoelectric generator composed of double-chamber heat exchanger and solid-state Peltier's modules. The idea of hybrid fuel-thermoelectric generative system has been described.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A polymer-metal hybrid coating has been developed to prevent degradation of the CoSb3 skutterudite in contact with air at elevated temperature. Uncoated and coated CoSb3 specimens were exposed to air at 500, 600 and 700°C for up to 80 hours. The performance of materials was evaluated on the basis of mass changes, visual inspection, and systematic analysis of specimen surfaces, fractures and cross-sections in terms of the chemical and phase composition as well as microstructure. It has been found that the coating system used in this work was effective up to 600°C. It significantly reduced the access of gases, extent of oxidation and sublimation of antimony which limit the lifetime and efficiency of thermoelectric generators.
PL
Opracowano hybrydową powłokę polimerowo-metalową do ochrony przed degradacją w powietrzu w podwyższonej temperaturze skutterydu CoSb3. Pokryte powłoką i nie pokryte próbki CoSb3 wystawiono na działanie powietrza w temperaturach 500, 600 i 700°C przez okres trwający do 80 h. Osiągniętą jakość materiałów oceniono na podstawie zmian masy, sprawdzenia wzrokowego i systematycznej analizy powierzchni próbki, przełomów i przekrojów w kategoriach składu chemicznego i fazowego, a także mikrostruktury. Stwierdzono, że system powłoki wykorzystany w pracy był efektywny do 600°C. Redukuje on znacznie dostęp gazów, zasięg utlenienia i sublimacji antymonu, ograniczających czas pracy i wydajność generatorów termoelektrycznych.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.