تفاوت المان خنک کننده TEC و TEG برای تبدیل حرارت به انرژی الکتریکی

انرژی از حالتی به حالتی دیگر تبدیل می‌شود. بارها و بارها این عبارت را شنیده‌ایم. در قانون پایداری انرژی آمده است که انرژی از بین نمی‌رود، بلکه از حالتی به حالتی دیگر تبدیل می‌شود. مثلا انرژی آب پشت سد تبدیل به انرژی پتانسیل حرکتی می‌شود. انسان‌ها با تکنولوژی توربین برق، از این انرژی استفاده کرده و آنرا به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. همین انرژی الکتریکی در طول مسیر به مکان‌های مختلفی با کاربری مختلف تقسیم می‌شود. مثلا انرژی الکتریکی در بخش صنعت، دستگاه‌های زیادی را کنترل می‌کند. به عبارتی این انرژی الکتریکی در هر دستگاهی به نوع دیگری از انرژی تبدیل می‌شود. سپس طی آن فرآیند یک ارزش افزوده‌ای ایجاد خواهد شد. ماژول‌های دما ساز هم یکی از فرآیندهای تبدیل حالت انرژی را انجام می‌دهند. در این پست به عملکرد این ماژول‌ها می‌پردازم. همچنین تفاوت TEC و TEG را برای تبدیل انرژی توضیح خواهم داد.

المان خنک کننده Peltier cooler

المان خنک کننده Peltier یا المان سرد کننده نوعی ماژول سرامیکی است که در اثر عبور جریان الکتریکی از آن، دما ایجاد می‌کند. این دما به صورت سرد و گرم می‌باشد. یک طرف المان خنک کننده سرد شده و طرف دیگر حرارت ایجاد می‌کند. نکته‎ی بسیار مهم در خصوص کار با المان سرد کننده، استفاده از هیت سینک مناسب می‌باشد. از آنجایی که استفاده اصلی این المان‌ها در تولید سرما می‌باشد، بایستی حرارت ایجاد شده در طرف دیگر المان را به صورت دائمی دفع کرد. در غیر این صورت عملکرد المان دچار مشکل خواهد شد. بسته به نوع پروژه پس از قرار دادن هیت سینک‌های بزرگ روی سطح گرما ساز المان خنک کننده، نیاز است تا با چند فن حرارت را منتقل کرد. دقت کنید که تمامی این موارد بسته به نوع پروژه و کاربرد آن نیازمند محاسبه دقیق سیالات می‌باشند. همچنین رعایت این موارد در عمر مفید المان خنک کننده هم تاثیر گذار است. به تصویر زیر دقت کنید. عملکرد کامل یک المان خنک کننده PEC نمایش داده شده است.

همانطور که مشاهده می‌کنید، یک سمت المان خنک کننده، حرارت را جذب می‌کند و از سمت دیگر دفع می‌کند. بنابراین همیشه یک سمت خنک و سمت دیگر گرم می‌شود. المان خنک کننده با ولتاژ DC کار می‌کند. یک سیم قرمز و سیم دیگر قطب منفی است. این ماژول‌ها به جریان حساس هستند، به عبارتی جریان دریافتی را تبدیل به حرارت می‌کنند. پس این نکته را بدانید که با اتصال المان خنک کننده به ولتاژ، انتظار اینکه بلافاصله خنک شود را نداشته باشید. در بین دو صفحه سرامیکی هم تعدادی نیمه هادی قرار گرفته‌اند که در اثر عبور جریان از یک سمت خنک و از سمت دیگر شروع به گرم شدن می‌کنند.

هیت سینک المان خنک کننده TEC

اگر دمای سمت سرامیکی گرم شده را توسط هیت سینک، کاهش ندهیم، کل عملکرد ماژول المان خنک کننده مختل خواهد شد. عدد نوشته شده روی المان سرد کننده کاملا ویژگی‌های آنرا مشخص می‌کند. هرچه عدد جریان المان زیادتر باشد، توان بالاتر و حرارت ایجاد شده بالاتری خواهد داشت. بنابراین هیت سینک بزرگتری هم نیاز خواهد داشت. به تصویر زیر دقت کنید، نسبت ابعاد هیت سینک به المان خنک کننده کاملا قابل مشاهده است. همچنین از یک فن جهت انتقال حرارت به صورت دائمی از روی هیت سینک استفاده شده است. پس باز هم دقت داشته باشید، تا زمانی که حرارت به درستی دفع نشود، المان عملکرد صحیح نخواهد داشت.

المان خنک کننده TEG

المان‌هایی که عبارت TEG دارند مخفف Thermo-Electric Generator می‌باشند. این مدل‌ها توانایی تولید انرژی الکتریکی در اثر دریافت حرارت را دارند. در مدل‌های TEC فقط با عبور جریان از داخل ماژول، اختلاف دمایی در بین دو سطح سرامیکی ایجاد می‌شود. ولی در این مدل به حالت برعکس هم کارایی دارد. به این صورت که با اعمال یک اختلاف دمایی در سطح سرامیکی ماژول، خروجی جریان الکتریکی خواهید داشت. این مدل در ابعاد مختلف برای مصارف مختلف طراحی می‌شود. به دو حالت دما بالا یا High Temperature و حالت دما پایین یا low temperature وجود دارند. در هر دو حالت هم دارای ابعاد مختلفی می‌باشند. در آینده‌ای نزدیک شاهد TEG های کوچک جهت تولید انرژی سبز خواهیم بود. این المان‌ها در ابعاد بسیار ریز هم تولید می‌شوند. در تصویر زیر شماتیک داخلی یک المان سرد کننده TEG را مشاهده می‌کنید.

در ادامه چنانچه سوالی در خصوص المان خنک کننده جهت استفاده دارید، مطرح بفرمایید. لطفا تجربه‌های کاربری‌تان در خصوص این کالا را در بخش نظرات همین پست مطرح بفرمایید. تا در جهت ارتقا دانش فنی دیگر کاربران استفاده شود. در پایان نظرات و پیشنهادات خود را با ما درمیان بگذارید و با اشتراک گذاری این آموزش در شبکه های اجتماعی , از وبسایت دیجی اسپارک حمایت کنید.