Bilgisayar kontrollü termoelektrik performans analiz sistemi

Bu tez çalışmasında; termoelektrik (TE) modül ve sistemlerin performans analizlerinin yapılabilmesi amacıyla bilgisayar kontrollü yeni bir TE performans analiz sistemi (TEPAS) tasarlanmış ve gerçekleştirilmiştir. TEPAS'ın temelini; TE modülün çektiği akım, uçlarında düşen gerilim, ürettiği termoemk ve herhangi bir yüzeyindeki sıcaklık değerinin ölçülmesi prensibine dayanan yeni bir yöntem oluşturmaktadır. Geleneksel yöntemler yarıiletkenlerin parametrelerini sabit kabul etmekte veya sadece sıcaklık değişimlerini öngörmektedir. Bu sebeple, TE modüllerin performans hesaplamaları ve değerlendirmeleri hatalı olmaktadır. Buna karşılık; TE modülün performansını etkileyecek iç ve dış bütün faktörlerin toplam etkileri, çalışır durumdaki modülden doğrudan ölçülerek elde edilen deneysel parametrelerinin kullanılmasına dayanan yeni yöntemle otomatik olarak hesaba katılmaktadır. TEPAS donanımının temelini başta USB tabanlı çok fonksiyonlu veri toplama ve kontrol (DA&C) modülü olmak üzere sisteme yönelik sıcaklık, akım ve gerilim ölçümleri ile sistem kontrolü amaçlı uygunlaştırıcı devreler oluşturmaktadır. Bilgisayar kontrollü olarak ölçüm değerleri DA&C modülü üzerinden alınarak veritabanına kaydedilmekte ve gerekli kontrol sinyalleri üretilmektedir. Sistemde anahtarlama modlu güç kaynağının (SMPS) 24 V çıkışı bilgisayar kontrollü olarak %20-100 arasında ayarlanabilmektedir. Bu sayede, H-Köprü yöntemiyle bağlı TE modülün istenen güçte ve iki yönlü olarak sürülmesi mümkün olmaktadır. Çalışmada sıcaklık dengesinin, deneysel parametrelerin ve çıkış parametrelerinin elde edilmesine yönelik çeşitli algoritmalar geliştirilmiştir. Sistemin kontrol ve arayüz yazılımı Delphi görsel programlama dili ile geliştirilmiştir. TEPAS'ın performansının belirlenmesi amacıyla; Melcor CP1.0-127-05 model standart TE modül kullanılarak deneysel çalışmalar yapılmıştır. Ayrıca TEPAS ile Ar-Ge'de geliştirilen prototip TE soğutma sistemi ve Rat Termohipoterm cihazının da performans analizleri yapılmıştır. TEPAS'a yönelik elde edilen deneysel sonuçlar, TE modül ve sistemlerin parametrelerinin belirlenmesi işlemlerinin pratik, hızlı ve güvenilir bir şekilde yapılabileceğini göstermiştir.