ماژول TEG (ThermoElectricity generator)  ماژول های الکترونیکی هست که به منظور تبدیل تلافات حرارتی بلااستفاده به الکتریسیته مورد استفاده قرار میگیرد. این ماژول از ماده bismuth telluride بر پایه Alloy ساخته شده. در تصویر زیر اجزای تشکیل دهنده ماژول را میبینید.

نمای داخلی از ماژول TEG:

تاریخچه ماژول های ترمو الکتریک:

کشف Seebeck Effect در سال 1822 ( تبدیل حرارت به جریان الکتریکی)

کشف اثر Peltier در سال 1832 (تبدیل جریان الکتریکی به سرما)

تولید اولین مدل فیزیکی توسط (Thomson-(lord Kelvin در سال 1850

ساخت و تولید تجاری محصول در سال های 1950 تا 1960 که شامل تولید Peltier و TEG می شد. که رفته رفته با اشتیاق نشان دادن صنعت به انرژی های نو صنعت بیشتر به سمت TEG و استفاده از آن سوق یافت. هم اکنون TEG یا Thermoelectric power generator به یکی از تولید کننده های پرطرفدار انرژی نو در دنیا مبدل شده، هرچند در ایران هنوز زیاد مورد استفاده قرار نگرفته است. ولی کشور های توسعه یافته مانند ژاپن از این اثر برای استفاده از انرژی های تلف شده حرارتی و تبدیل آن به برق استفاده های فراوان میکنند. 

 موارد استفاده از TEG یا Thermoelectric power generator:

 این فناوری در کشوری مثل ژاپن پا به پای انرژی خورشیدی در حال پیشرفت است. لازم به ذکر است که این فناوری از انرژی خورشیدی نیز کاربردی تر است چرا که شما با این فناوری میتوانید انرژی حرارتی را که همیشه بلا استفاده است و در همه جا به عنوان تلافات حرارتی شناخته میشود را به انرژی ای قابل برداشت مثل برق تبدیل کرد.

در تصاویر موارد استفاده این فناوری را در ژاپن مشاهده می کنید:

استفاده از TEG در چشمه های آب گرم Kusatsu Hot springs ژاپن به منظور تولید برق.

استفاده از TEG به عنوان سولار خورشیدی. تبدیل انرژی گرمایی خورشید به برق: 

استفاده از TEG برای فراهم کردن انرژی مورد نیاز ساعت مچی به وسیله تبدیل حرارت بدن به برق:

 شارژر های موبایل بر پایه TEG: 

استفاده از TEG برروی اگزوز موتور سیکلت و خودرو ها برای استفاده از حرارت تلف شده در اگزوز:

لینک خرید ماژول TEG در سایت پاژ الکترونیک 

BUY TEG (Thermo Electric Power Generator)

روش استفاده از این ماژول و نصب آن به همراه فرمول های ریاضی محاسبات مربوطه:

به منظور استفاده صحیح از این قطعه که منجر به بالاترین راندمان تولید الکتریسیته میشود، مصرف کننده میبایست ماژول را بین یک منبع حرارت در سمت گرم و یک هیت سینگ برای سمت خنک قرار دهد. بهترین راندمان در حالتی است که ماژول تحت فشار 200 psi از دوطرف قرار بگیرد. روش های مختلفی برای سوار کردن و استفاده از این ماژول مورد استفاده قرار میگیرد که در زیر به چند مدل از آن اشاره میکنیم:

تحت فشار قرار دادن ماژول:

این عمل به دومنظور باید صورت گیرد. 1- اطمینان از این که ماژول ثابت و شده است. 2-اطمینان از این که بیشترین حرارت به سطح ماژول منتقل خواهد شد.( فشار 200 psi پیشنهاد میشود، زیرا فشار بیشتر از این منجر به مخدوش شدن ماژول خواهد شد.)

توسعه حرارتی با روش فنر: برای اطمینان از این که سطح ماژول به طور کامل به وسیله حرارت تحت تاثیر قرار خواهد گرفت. بهترین راه برای اعمال فشار و توسعه حرارتی استفاده از ساختار فنری شکل زیر است:

• کلمپ کردن هیت سینک و هیت سورس: طی آزمایشات فراوان. نتایج مشخص کرد که بهترین حالت سوار کردن ماژول بین هیت سینک و هیت سورس. کلمپ کردن دو سطح به هم است. طوری که ماژول در بین دو صفحه قرار بگیرد و با سفت کردن دوسطح حالتی خمیده بین ماژول و سطوح ایجاد شود. طبق عکس زیر:

استفاده به صورت دوبل: در شکل زیر این ماژول رو به صورت جفت استفاده میشود. این روش مشابه روش فنری است با این تفاوت که دو ماژول با هم مورد استفاده قرار میگیرد.

در صورتی که هر یک از روش های فوق را به صورت کامل و دقیق انجام دهید. خروجی ماژول باید رضایت بخش باشد. برای چک کردن کارکرد و راندمان ماژول مراحل زیر را پیش گیرید:

اولین مرحله چک کردن اختلاف حرارت بین دوسطح است. دلتا تی. دوم چک کردن مقاومت داخلی ماژول. سوم محاسبه دلتا تی کل است.

فرمول محاسبه این مقادیر در زیر آورده شده:

نمودار خروجی نسبت به دما را در زیر مشاهده میکنید:

برای گرفتن بیشترین توان و آمپر خروجی شما باید باری با مقاومت نزدیک به مقاوت داخلی ماژول در خورجی آن قرار دهید.  متاسفانه راهی برای در دست داشتن مقاومت دقیق ماژول نیست. چون این مقاومت بسته به حرارت متغییر هست. ولی جای نگرانی نیست مقاومت ایم ماژول بین بازه 0.15 تا 0.25 است.

پس ازحرارت دادن به ماژول میتوانید ولتاژ دو سر ماژول را اندازه بگیرید. بسته به نوع ماژول باید ولتاژی بین 5 تا 12 ولت در خورجی داشته باشید. اگر خروجی شما کمتر از این مقدار بود با ولتاژ بدون بار و زیر بار کمتر از حد بود این نشان دهنده اینست که شما حرارت کافی را به ماژول اعمال نکرده اید. سعی کنید با دماسنج از دمای سمت گرم و سرد و دلتا تی ماژول محاسبه کنید که چه حرارتی را باید به ماژول اعمال کنید.

لینک خرید ماژول TEG در سایت پاژ الکترونیک 

BUY TEG (Thermo Electric Power Generator)