TÜBİTAK BİDEB. LİSE ÖĞRETMENLERİ (FİZİK, KİMYA, BİYOLOJİ, MATEMATİK) PROJE DANIŞMANLIĞI EĞİTİMİ ÇALIŞTAYLARI LİSE 3 (Çalıştay 2013) PROJE RAPORU

Transkript

1 TÜBİTAK BİDEB LİSE ÖĞRETMENLERİ (FİZİK, KİMYA, BİYOLOJİ, MATEMATİK) PROJE DANIŞMANLIĞI EĞİTİMİ ÇALIŞTAYLARI LİSE 3 (Çalıştay 2013) PROJE RAPORU PROJE DANIŞMANLARI Prof. Dr. Salih ATEŞ Doç. Dr. Vildan BİLGİN

2 GRUP PELTE GÜNEŞ ENERJİSİ İLE PELTİER MADDE KULLANARAK ELEKTRİK ENERJİSİ ELDE ETMEK Şeyda TAN Sevil KÜNBET

3 PROJENİN AMACI Akım verildiğinde, iki farklı iletkenin arasındaki sınır tabakanın çevresinde ısı absorbsiyonunu oluşturan peltier maddeyi, ters çalıştırılarak sıcaklık farkı ile elektrik enerjisi elde etmek.

4 GİRİŞ Bugün, günlük hayatta ve sanayide kullanılması zorunlu elektrik enerjisinin, çevreye en az zarar verecek biçimde üretimi, iletimi ve tüketiminin gerçekleştirilmesi konusu çözülmesi gereken en önemli sorunlardan biri haline gelmiştir.

5 Yenilenebilir ve temiz enerji teknolojileri arasında belki de en fazla dikkat çekenlerden bir tanesi, sınırsız güneş enerjisini kullanarak elektrik enerjisi üretilmesini sağlayan termoelektrik teknolojisidir.

6 Elektrik enerjisi ile sıcaklık farkı oluşturan peltier madde, ters çalıştırılarak sıcaklık farkı ile elektrik enerjisi elde edilebilir mi? sorusuna cevap aradık.

7 Yaptığımız literatür çalışmalarında Peltier maddenin kullanıldığı bazı uygulama alanları aşağıdaki gibi bulunmuştur: Mikroişlemci soğutucusu Lazerler, kızılötesi dedektörler ve CCD matrisler için soğutucu Elektronik cihaz parçalarının farklı sıcaklık testleri için soğutma odasında Yarıiletken endüstrisi için su soğutucular Medikal aletler için seyyar ve kompakt soğutucu Biyomalzeme ve ilaç taşımasında kullanılan taşıma kapları için sıcaklık kontrolörü

8 TERMOELEKTRİK NEDİR? Termoelektrik enerjide özellikle ısının atıl durumunda geri dönüşümünün yapılmadığı durumlarda kullanımı ön plandadır. Termoelektrik enerjisi pil ve akülerin şarj edilmesinde aydınlatma elemanlarının çalıştırılmasında, araçlarda yakıt tasarrufu sağlamada kullanılmaktadır.

9 PELTİER MADDE NEDİR? Üzerinde çalışılan TEC T125 TEC modülünün boyutları 4 x 4 cm boyutlarındadır. Modüle Vmax 15.4 Volt DC gerilim ve Imax=6 Amper akım uygulandığında modül Q=51.4 watt ısı enerjisi elde edilir. Oda şartlarında T =70 C sıcaklık ortaya çıkar.

10 DENEYİN YAPILIŞI

11 Peltier madde, ısıtıcı, voltmetre kullanılarak deney düzeneği hazırlanmıştır.

12 GRAFİK 1 Grafik incelendiğinde peltier maddeden elde edilen gerilim, beklenildiği gibi zamanla artmıştır.

13 GRAFİK 2 Grafik incelendiğinde peltier maddenin alt ve üst yüzeyleri arasındaki sıcaklık farkı, beklenildiği gibi zamanla artmıştır.

14 GRAFİK 3 Grafik incelendiğinde peltier maddeden elde edilen gerilimin, alt ve üst yüzeyleri arasındaki sıcaklık farkı artışı ile arttığı gözlenmiştir.

15 TEC V 45W termoelektrik Peltier soğutucu modülü kullanılarak, alt ve üst yüzeyleri arasında ani sıcaklık farkı 50 0C olduğu anda voltmetrede 2,46 voltluk gerilim değeri okunmuştur.

16 SONUÇLAR Peltier maddeden elde edilen gerilim ile led lamba yakılmıştır.

17 TEC V 45W termoelektrik Peltier soğutucu modülü kullanılarak, alt ve üst yüzeyleri arasında ani sıcaklık farkı 50 C olduğu anda voltmetrede 2,46 voltluk gerilim değeri okunmuştur.

18 Isı enerjisi ile yarı iletkendeki taşıyıcı konsantrasyonu artırılarak yoğunluk farkı oluşturulmuştur. Böylelikle bir taraftan diğer tarafa taşıyıcı difüzyon gerçekleştirilmiş ve peltier madde planlandığı gibi tersine işletilerek termoelektrik olarak elektrik enerjisi elde edilmiştir.

19 Çalışmanın geliştirilebilir yönleri: Bu düzenek; Seri bağlanan peltier maddeler yada daha yüksek sıcaklık farkına dayanıklı peltier maddelerin kullanılmasıyla elde edilen verim artırılabilir. Güneş enerjisinden kaynaklanan ısı farkından yararlanılarak çalıştırılabilir. İklim sıcaklığının sıfır derecenin altında olduğu bölgelerde ocak ve soba çevresinde oluşan ısı farkından yararlanılarak çalıştırılabilir. Bacalarda oluşan ısı farkından yararlanılarak çalıştırılabilir.

20 Katı yakıt ile çalışan kalorifer kazanlarının çevresinde oluşan ısı farkından yararlanılarak çalıştırılabilir. Yazın klimalı, iç dış sıcaklık farkı fazla olan ortamlarda pencere sistemi gibi tasarlanarak çalıştırılabilir. Bünyesinde soğuk hava deposu bulunduran mekanların duvarlarında oluşan ısı farkından yararlanılarak çalıştırılabilir. Düzenek taşınabilir hazırlanıp, yaz ve kış iklimlerine göre iç ve dış mekanlarda kullanılabilir.

21 Çalışmanın eksik yönleri: Enerji kaynağı olarak güneş kullanıldığında ışınım gücünün yetersiz olduğu iklim şartlarında verim çok düşecektir. Elde edilen elektrik enerjini depolayacak ekonomik sistemler yoktur. Geleneksel yakıtlara göre maliyeti yüksek olabilir.

22 TEŞEKKÜRLER