TERMOELEKTRYCZNE URZĄDZENIE SOLARNE DO ZASILANIA PLATFORMY POMIAROWEJ
Andrzej Nowrot
Politechnika Śląska (Polska)
http://orcid.org/0000-0001-8977-0316
Monika Mikołajczyk
Famur SA (Polska)
http://orcid.org/0000-0002-2843-5570
Anna Manowska
anna.manowska@polsl.plPolitechnika Śląska (Polska)
http://orcid.org/0000-0001-9300-215X
Joachim Pielot
Politechnika Śląska (Polska)
http://orcid.org/0000-0001-7679-2049
Antoni Wojaczek
Politechnika Śląska (Polska)
http://orcid.org/0000-0002-2256-0661
Abstrakt
W pracy zaprezentowano prototypowe solarne urządzenie termoelektryczne pływające po powierzchni wody. Wytwarza ono w niedrogim, komercyjnym module Peltiera energię elektryczną w wyniku zachodzącego w nim zjawiska Seebecka. Docelowo głównym obszarem aplikacyjnym urządzenia będzie zasilanie autonomicznej, pływającej platformy pomiarowa do monitorowania parametrów środowiskowych. Istotną zaletą przedstawionego rozwiązania jest możliwość pracy zarówno w dzień, gdy światło słoneczne ogrzewa powierzchnię absorbera, jak również w nocy, gdy różnica temperatur między powietrzem a wodą powoduje powstawanie strumienia ciepła w module Peltiera. Urządzenie może pracować przez wiele pochmurnych lub krótkich dni, także w zimie. Do konstrukcji układu zastosowano relatywnie tanie i łatwo dostępne w handlu komponenty.
Słowa kluczowe:
urządzenie termoelektryczne, solarny generator energii, konwersja energiiBibliografia
Agarwal A., Lang J. H.: Foundations of Analog and Digital Electronic Circuits. Morgan Kaufmann Publishers (Elsevier), San Francisco 2005.
Google Scholar
Cao Z., Koukharenko E., Tudor M. J., Torah R. N., Beeby S. P.: Flexible screen printed thermoelectric generator with enhanced processes and materials. Sensors and Actuators A: Physical 238/2016, 196–206, [DOI: 10.1016/j.sna.2015.12.016].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.sna.2015.12.016
Google Scholar
Dunham M. T., Barako M. T., LeBlanc S., Asheghi M., Chen B., Goodson K. E.: Power density optimization for micro thermoelectric generators. Energy 93/2015, 2006–2017, [DOI:10.1016/j.energy.2015.10.032].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2015.10.032
Google Scholar
Gao H. B., Huang G. H., Li H. J., Qu Z. G., Zhang Y. J.: Development of stove-powered thermoelectric generators: A review. Applied Thermal Engineering 96/2016, 297–310, [DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2015.11.032].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2015.11.032
Google Scholar
Hasani M., Rahbar N.: Application of thermoelectric cooler as a power generator in waste heat recovery from a PEM fuel cell – An experimental study. International Journal of Hydrogen Energy 40/2015, 15040–15051, [DOI:10.1016/j.ijhydene.2015.09.023].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2015.09.023
Google Scholar
Laughton M. A., Say M. G.: Electrical Engineer's Reference Book – Fourteenth edition. Butterworth International Edition 1990.
Google Scholar
Liou K. N. (Ed.): An Introduction to Atmospheric Radiation. International Geophysics – Chapter 2: Solar Radiation at the Top of the Atmosphere. International Geophysics 84/2002, 37–64, [DOI: 10.1016/S0074-6142(02)80017-1].
DOI: https://doi.org/10.1016/S0074-6142(02)80017-1
Google Scholar
Luque A., Hegedus S.: Handbook of Photovoltaic Science and Engineering (2nd edition), Wiley & Sons, 2010.
DOI: https://doi.org/10.1002/9780470974704
Google Scholar
Manikandan S., Kaushik S.C.: Energy and exergy analysis of solar heat pipe based annular thermoelectric generator system. Solar Energy 135/2016, 569–557, [DOI:10.1016/j.solener.2016.06.031].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.solener.2016.06.031
Google Scholar
Merienne R., Lynn J., McSweeney E., O'Shaughnessy S. M.: Thermal cycling of thermoelectric generators: The effect of heating rate. Applied Energy 237/2019, 671–681, [DOI:10.1016/j.apenergy.2019.01.041].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2019.01.041
Google Scholar
Morelli D. T.: Thermoelectric Materials. In: Kasap S., Capper P. (eds) Springer Handbook of Electronic and Photonic Materials. Springer Handbooks. Springer, Cham.
Google Scholar
Nesarajah M., Frey G.: Thermoelectric Power Generation: Peltier Element versus Thermoelectric Generator (TEC vs. TEG). Proceedings of the 42nd Annual Conference of IEEE Industrial Electronics Society (IECON2016) 2016, 4252–4257, [DOI: 10.1109/IECON.2016.7793029].
DOI: https://doi.org/10.1109/IECON.2016.7793029
Google Scholar
Nuwayhid R. Y., Rowe D. M., Min G.: Low cost stove-top thermoelectric generator for regions with unreliable electricity supply. Renewable Energy 28/2003, 205–222, [DOI 10.1016/S0960-1481(02)00024-1].
DOI: https://doi.org/10.1016/S0960-1481(02)00024-1
Google Scholar
O’Brien R. C., Ambrosi R. M., Bannister N. P., Howe S. D., Atkinson H. V.: Safe radioisotope thermoelectric generators and heat sources for space applications. Journal of Nuclear Materials 377/2008, 506–521, [DOI: 10.1016/j.jnucmat.2008.04.009].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2008.04.009
Google Scholar
Paraskevas A., Koutroulis E.: A simple maximum power point tracker for thermoelectric generators. Energy Conversion and Management 108/2016, 355–365, [DOI: 10.1016/j.enconman.2015.11.027].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2015.11.027
Google Scholar
Saqr K. M., Musa M. N.: Critical review of thermoelectrics in modern power generation applications. Thermal Science 13(3), 2009, 165–174, [DOI: 10.2298/TSCI0903165S].
DOI: https://doi.org/10.2298/TSCI0903165S
Google Scholar
Singh R., Tundee S., Akbarzadeh A.: Electric power generation from solar pond using combined thermosyphon and thermoelectric modules. Solar Energy 85/2011, 371–378, [DOI:10.1016/j.solener.2010.11.012].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.solener.2010.11.012
Google Scholar
Autorzy
Anna Manowskaanna.manowska@polsl.pl
Politechnika Śląska Polska
http://orcid.org/0000-0001-9300-215X
Statystyki
Abstract views: 322PDF downloads: 240
Licencja
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Miedzynarodowe.
