Membuat Sirkuit Thermoelectric Generator (TEG)

Generator termoelektrik (TEG) adalah sejenis 'perangkat energi bebas' yang memiliki sifat mengubah suhu menjadi listrik . Dalam posting ini kita belajar sedikit tentang konsep ini dan mencari tahu bagaimana kita dapat menggunakannya untuk menghasilkan listrik dari panas dan dingin.

Apa TEG

Dalam salah satu artikel saya sebelumnya, saya telah menjelaskan konsep serupa tentang cara membuat lemari es kecil menggunakan perangkat Peltier

Perangkat Peltier juga pada dasarnya adalah TEG yang dirancang untuk menghasilkan listrik dari perbedaan suhu. Perangkat termoelektrik sangat mirip dengan a termokopel , satu-satunya perbedaan terletak pada komposisi kedua pasangan tersebut.

Dalam TEG, dua bahan semikonduktor berbeda (p-n) digunakan untuk efek sedangkan termokopel bekerja dengan dua logam yang berbeda untuk hal yang sama, meskipun termokopel mungkin memerlukan perbedaan suhu yang jauh lebih besar dibandingkan dengan versi TEG yang lebih kecil.

Juga dikenal sebagai efek 'Seebeck', ini memungkinkan perangkat TEG untuk menginisialisasi pembangkitan listrik ketika mengalami perbedaan suhu di sisi lain. Ini terjadi karena struktur internal yang dikonfigurasi secara khusus dari perangkat yang menggunakan beberapa semikonduktor p dan n yang didoping untuk proses tersebut.

Efek Seebeck

Menurut prinsip Seebeck ketika dua bahan semikonduktor mengalami dua tingkat suhu ekstrim, memicu pergerakan elektron melintasi sambungan p-n yang menghasilkan perkembangan beda potensial di terminal luar bahan.

Meskipun konsepnya tampak luar biasa, semua hal baik datang dengan kelemahan yang melekat dan dalam efek ini juga mereka adalah salah satu yang membuatnya relatif tidak efisien.

Kebutuhan akan perbedaan temperatur yang ekstrim di kedua sisinya menjadi bagian tersulit dari sistem, karena memanaskan salah satu sisi juga menyiratkan bahwa sisi lainnya juga akan memanas yang pada akhirnya akan menghasilkan listrik nol dan perangkat TEG rusak.

Untuk memastikan respons yang optimal dan untuk memulai aliran elektron, satu bahan semikonduktor di dalam TEG harus panas dan secara bersamaan semikonduktor lainnya perlu dijauhkan dari panas ini dengan memastikan pendinginan yang tepat dari sisi counter. Kekritisan ini membuat konsep sedikit kikuk dan tidak efisien.

Meskipun demikian, sejauh ini konsep TEG adalah sesuatu yang eksklusif dan tidak dapat dijalankan menggunakan sistem lain, dan keunikan konsep ini membuatnya lebih menarik dan layak untuk dicoba.

Sirkuit TEG menggunakan Dioda Penyearah

Saya telah mencoba merancang sirkuit TEG menggunakan dioda biasa, meskipun saya tidak yakin apakah itu akan berhasil atau tidak, saya berharap beberapa hasil positif dapat dicapai dari pengaturan ini dan memiliki ruang untuk perbaikan.

Mengacu pada gambar kita dapat menyaksikan perakitan dioda sederhana yang dijepit dengan heasink. Dioda adalah dioda tipe 6A4, saya telah memilih dioda yang lebih besar ini untuk mendapatkan luas permukaan yang lebih besar dan tingkat konduksi yang lebih baik.

Diode 6A4

Rangkaian generator termoelektrik sederhana yang dipasang di atas dapat digunakan untuk menghasilkan listrik dari limbah panas, dengan menerapkan derajat perbedaan panas yang diperlukan di seluruh pelat penghantar panas yang ditunjukkan.

Gambar sisi kanan menunjukkan banyak dioda yang terhubung dalam koneksi paralel seri untuk mencapai efisiensi yang lebih tinggi dan akumulasi beda potensial yang lebih tinggi secara proporsional pada keluaran.

Mengapa Menggunakan Diode untuk Membuat TEG

Saya berasumsi bahwa dioda akan berfungsi untuk aplikasi ini karena dioda adalah unit semikonduktor dasar yang terdiri dari a bahan p-n terkotori yang tertanam di dalam dua ujung ujungnya .

Ini juga menyiratkan bahwa kedua ujungnya secara khusus terdiri dari beragam bahan yang memfasilitasi penerapan suhu yang lebih mudah secara terpisah dari dua ujung yang berlawanan.

Banyak modul seperti itu dapat dibangun dan dihubungkan dalam kombinasi paralel seri untuk mencapai tingkat konversi yang lebih tinggi, dan aplikasi ini dapat diimplementasikan dengan menggunakan panas matahari juga. Sisi yang perlu didinginkan dapat dicapai melalui pendinginan udara atau melalui penyempurnaan pendinginan udara penguapan dari atmosfer untuk meningkatkan tingkat efisiensi.