Применение новых технических решений в конструировании термоэлектрических систем

Введение. В статье представлен анализ применения полупроводников при конструировании устройств, которые работают с использованием возобновляемых источников энергии; показано, что особый интерес проявляется к системам, работающим на основе термоэлектрической энергии. Задача исследования заключается в расширении спектра применения термоэлектрических систем. Показано, что для преобразования рассеянной тепловой энергии в другой вид энергии целесообразно и эффективно использовать системы, созданные с помощью термоэлектрических элементов. Материалы и методы. Исследования проводились в Научно-исследовательской лаборатории современных нагревательных приборов ФГБОУ ВО «ИРНИТУ». Были изготовлены образцы термоэлектрических модулей с использованием толстопленочной технологии. Сравнивалась эффективность работы термоэлектрического модуля классического вида с радиаторами охлаждения и запатентованной авторами конструкции термоэлектрического модуля с пространственной ориентацией сторон теплообмена. В качестве термоэлектрического материала использовался теллурид висмута (Bi2Te3); показания напряжения и тока термоэлектрических модулей фиксировались универсальным цифровым прибором В7-28; показания температуры теплоносителя и нагревательных элементов измерялись термопарами и фиксировались с помощью приборов ТРМ 151 и программного комплекса фирмы «ОВЕН». Токовая нагрузка во время проведения экспериментов была постоянной и составляла 1А; корректировка осуществлялась постоянными резисторами марки МЛТ-1. Результаты исследования. В статье приводятся результаты исследования термоэлектрических модулей с поддержанием постоянной температуры на одной стороне модуля и заданием градиента температуры в диапазоне от +50 °С до 190 °С на другой. Детально рассматривается взаимное влияние теплопередающих сторон в процессе длительной эксплуатации при различных конструкциях термоэлектрических модулей. Обсуждение и заключения. Толстопленочная технология - одно из направлений по удешевлению производства термоэлектрических модулей и увеличению эффективности их работы. Исследования в данной области целесообразно проводить в направлении разработки конструкций термоэлектрических модулей и технологий по их изготовлению. Использование толстопленочной технологии изготовления термоэлектрических модулей дает возможность полностью удалить взаимное влияние горячей и холодной сторон, а также увеличить площадь рассеивания тепла в очень широких пределах.