Fabrication d'un circuit de générateur thermoélectrique (TEG)

Un générateur thermoélectrique (TEG) est une sorte de `` dispositif à énergie libre '' qui a la propriété de conversion de la température en électricité . Dans cet article, nous en apprenons un peu plus sur ce concept et découvrons comment nous pouvons l'utiliser pour produire de l'électricité à partir de chaleur et de froid.

Qu'est-ce que TEG

Dans l'un de mes articles précédents, j'ai déjà expliqué un concept similaire concernant comment faire un petit réfrigérateur avec un appareil Peltier

Un dispositif Peltier est également fondamentalement un TEG conçu pour générer de l'électricité à partir d'une différence de température. Un dispositif thermoélectrique est assez similaire à un thermocouple , la seule différence résidant dans la composition des deux homologues.

Dans un TEG, deux matériaux semi-conducteurs différents (p-n) sont utilisés pour l'effet, tandis qu'un thermocouple fonctionne avec deux métaux différents pour le même, bien qu'un thermocouple puisse nécessiter une différence de température nettement plus grande par rapport à la version TEG plus petite.

Également connu sous le nom d'effet «Seebeck», il permet à un appareil TEG d'initialiser la production d'électricité lorsqu'il est soumis à une différence de température sur ses deux côtés. Cela se produit en raison de la structure interne spécialement configurée du dispositif qui utilise un couple de semi-conducteurs dopés p et n pour le processus.

L'effet Seebeck

Selon le principe de Seebeck, lorsque les deux matériaux semi-conducteurs sont soumis à deux niveaux de température extrêmes, déclenche un mouvement d'électrons à travers la jonction p-n, ce qui entraîne le développement d'une différence de potentiel entre les bornes externes des matériaux.

Bien que le concept semble étonnant, toutes les bonnes choses ont un inconvénient inhérent et, à cet effet également, elles en sont un qui le rend relativement inefficace.

La nécessité d'une différence extrême de températures sur ses deux côtés devient la partie la plus difficile du système, car le chauffage de l'un des côtés implique également que l'autre côté chaufferait également, ce qui entraînerait finalement une électricité nulle et un dispositif TEG endommagé.

Afin d'assurer une réponse optimale et d'initier le flux d'électrons, un matériau semi-conducteur à l'intérieur du TEG doit être chaud et simultanément l'autre semi-conducteur doit être tenu à l'écart de cette chaleur en assurant un refroidissement approprié du côté opposé. Cette criticité rend le concept un peu maladroit et inefficace.

Néanmoins, le concept TEG est quelque chose d'exclusif et non réalisable en utilisant un autre système jusqu'à présent, et ce caractère unique de ce concept le rend très intéressant et mérite d'être expérimenté.

Circuit TEG utilisant des diodes de redressement

J'ai essayé de concevoir un circuit TEG en utilisant des diodes ordinaires, même si je ne sais pas si cela fonctionnera ou non, j'espère que certains résultats positifs pourront être obtenus à partir de cette configuration et qu'il a une marge d'amélioration.

En se référant aux figures, on peut assister à un simple assemblage de diodes serrées avec des dissipateurs thermiques. Les diodes sont des diodes de type 6A4, j'ai sélectionné ces diodes plus grosses afin d'acquérir une plus grande surface et un meilleur taux de conduction.

Diode 6A4

Le simple circuit de générateur thermoélectrique mis en place ci-dessus pourrait être éventuellement utilisé pour générer de l'électricité à partir de la chaleur perdue, en appliquant de manière appropriée les degrés requis de différence de chaleur à travers les plaques conductrices de chaleur indiquées.

La figure de droite montre de nombreuses diodes connectées en série de connexions parallèles pour obtenir un rendement plus élevé et une accumulation proportionnellement plus élevée de différence de potentiel à la sortie.

Pourquoi utiliser une diode pour créer un TEG

J'ai supposé que les diodes fonctionneraient pour cette application puisque les diodes sont les unités semi-conductrices fondamentales constituées d'un matériau p-n dopé intégré dans leurs deux conducteurs de terminaison .

Cela implique également que les deux extrémités sont spécifiquement composées des divers matériaux facilitant une application plus facile de la température séparément des deux extrémités opposées.

De nombreux modules de ce type pourraient être construits et connectés en combinaisons parallèles en série pour obtenir des taux de conversion plus élevés, et cette application pourrait également être mise en œuvre en utilisant la chaleur solaire. Le côté qui doit être refroidi peut être obtenu par refroidissement par air ou par un refroidissement par évaporation par air de l'atmosphère pour augmenter le taux d'efficacité.