ÜÇ AYRIK ÖLÇÜME DAYALI PARABOL ALGORİTMASI İLE TERMOELEKTRİK MODÜLÜN IMAX, VMAX VE EMAX PARAMETRELERİNİN BELİRLENMESİ

Yıl 2016, Cilt: 31 Sayı: 4, 0 - 0, 14.12.2016

RAŞİT Ahıska SERKAN Dişlitaş

Öz

Termoelektrik (TE) modüllerin performansının belirlenmesi amacıyla çeşitli metotlar geliştirilmiştir. Bunlardan biri de Ahıska vd. tarafından geliştirilen sıcaklık, akım ve gerilim gibi kolaylıkla ölçülebilir parametreleri temel alan metottur. Bu metoda göre; TE modülün ısıl ve elektriksel performansını belirlemek için öncelikle I_max, V_max ve E_max parametrelerinin belirlenmesi gerekmektedir. Klasik olarak TE modülün bu parametrelerini belirlemek için çok sayıda ölçüm yapılması gerekmektedir ve ayrıca her ölçümde ısıl dengenin sağlanması beklendiğinden bu yöntem aşırı zaman almaktadır. Bu çalışmada; TE modül ve sistemlerin I_max, V_max ve E_max parametrelerinin daha hızlı bir şekilde belirlenmesi için üç ayrık ölçüm ve parabol hesaplarına dayanan yeni bir algoritma geliştirilmiştir. Geliştirilen yeni parabol algoritması, önceden geliştirilmiş olan Termoelektrik Performans Analiz Sistemi (TEPAS)’ne uyarlanmıştır. Yeni parabol algoritmasını temel alan test sisteminin performansının belirlenmesi amacıyla, Melcor CP1.4-127-10 model TE modül kullanılarak deneysel çalışmalar yapılmıştır. Geliştirilen yeni parabol algoritması yöntemi ile elde edilen parametrelerin klasik yönteme göre hata payları ΔТ_max için %0,3,  I_max için %1, V_max için %0,8 ve E_max için %2,9 olarak, bu parametrelerin ortalama hata payı ise %1,25 olarak bulunmuştur.  Sonuç olarak; TE modül ve sistemlerin I_max, V_max ve E_max parametrelerinin parabol algoritmasına dayanan yeni yöntemle kısa sürede ve doğru olarak elde edilebileceği anlaşılmıştır.

Anahtar Kelimeler

Termoelektrik Modül, Parabol Algoritması, Test Sistemi

Kaynakça

• Harman T. C., Special techniques for measurement of thermoelectric properties, Journal of Applied Physics, 29, 1373-1382, 1958.
• Goldsmid H. J., A simple technique for determining the seebeck coefficient of thermoelectric materials, Journal of Physics E: Scientific Instruments, 19 (11), 921-923, 1986.
• Buist R. J., Methodology for testing thermoelectric materials and devices, CRC handbook of thermoelectrics, Chapter 18, Editor: Rowe, D.M., CRC Press. Inc., Florida, A.B.D, 189-209, 1995.
• Min G, Rowe D. M., A novel principle allowing rapid and accurate measurement of a dimensionless thermoelectric figure of merit, Measurement Science and Technology, 12 (8), 1261-1262, 2001.
• Cheng, F., Hong, Y., Zhong, W., Zhu, C., Performance prediction and test of a Bi2Te3-based thermoelectric module for waste heat recovery, Journal of Thermal Analysis & Calorimetry, 118 (3), 1781-1788, 2014.
• Shen, Z.G., Wu, S.Y., Xiao, L., Theoretical analysis on the performance of annular thermoelectric couple, Energy Conversion and Management, 89, 244-250, 2015.
• Shen, L., Chen, H., Xiao, F., Wang, S., The practical performance forecast and analysis of thermoelectric module from macro to micro, Energy Conversion and Management, 100, 23-29, 2015.
• Ahiska R., Ahiska K., New method for investigation of parameters of real thermoelectric modules, Energy Conversion and Management, 51, 338-383, 2010.
• Ahiska R., Ahiska G., Ahiska K., Analysis of a new method for measurement of parameters of real thermoelectric module employed in medical cooler for renal hypothermia, Instrumentation Science & Technology, 37, 102-125, 2009.
• Marsden J., Weinstein A., Calculus Unlimited, Benjamin/Cummings, California, USA, 10-12, 1981.
• Anton, H., Rorres, C., Elementary Linear Algebra Applications: Applications Version, 11th Edition, Wiley Global Education, New York, USA, 2013.
• Ahıska, R., Dişlitaş, S., Computer controlled test system for measuring the parameters of the real thermoelectric module, Energy Conversion and Management, 52, 27-36, 2011.
• Melcor Corporation. CP series TECs: CP1.4-127-10 thermoelectric cooler datasheet. http://akizukidenshi.com/download/ds/melcore/cp.pdf. Erişim tarihi Ekim 12, 2016.