Termoelektrik üreteç ile kalorifer radyatörlerinden elektrik üretiminin deneysel incelenmesi

Termoelektrik teknolojisi 19. yüzyıl ortalarından beri biliniyor olmasına karşılık yeterince işlevsel bir kullanım alanına ulaşamamıştır. En yoğun kullanım alanı elektrik üretim alanı değil soğutma alanı olmuştur. Otomobillerde kullanılan küçük buzdolaplarının yapımında, bilgisayar işlemcilerinin soğutulmasında, otomobil egzozlarında oluşan ısıyı elektrik enerjisine dönüştürme amacıyla kullanılmaktadır. Termoelektrik üreteç veya termoelektrik jeneratör ısı enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren cihazdır. Alman Thomas Seebeck tarafından farklı iki metalden oluşan ve metallerin birleşim yerlerinin farklı sıcaklıklarda tutulduğu kapalı bir devrede devamlı elektrik akımının oluştuğunu bulmuştur. Bu oluşuma Seebeck etki veya daha genel bir ifade ile termoelektrik etki denir. Bu tez çalışmasında, kış aylarında evlerde kullanılan kalorifer radyatörlerinin yüzey sıcaklığı ve duvarın yüzey sıcaklığı gözlemlenmiştir. Bu iki yüzey arası sıcaklık farkı radyatör sıcaklığının yaklaşık yarısı kadar olduğu görülmüştür. Gözlemlenen sıcaklık farkını kullanarak âtıl sıcaklığı ortam sıcaklığında hissedilebilir hale getirmek için sıcaklık farkı ile doğru orantılı olarak elektrik enerjisi üretebilen termoelektrik üreteçler kullanılmıştır. Sıcaklık farkından elektrik üretebilen termoelektrik üreteçlerin, bir yüzü radyatöre (sıcak yüzey) diğer yüzü duvara (soğuk yüzey) temas edecek şekilde bir sistem tasarlanarak sıcaklık farkı oluşturulup elektrik enerjisi elde edilmiştir. Radyatör kanallarında biriken sıcaklığı hızlı bir şekilde odada hissedilebilir hale getirmek için kanal boşluklarının altına sıcak havayı üfleyebilecek şekilde fanlar monte edilmiştir. Termoelektrik üreteçler kullanılarak üretilen elektrik enerjisi ile kalorifer radyatörünün kanal boşluklarına monte edilen fanlar beslenerek ısıl konfor sağlanmıştır. Yapılan bu çalışmada, termoelektrik jeneratör modülleri kullanılarak elektrik enerjisi elde edilmesi ve bu enerji ile ısıl konfor sağlamak hedeflenmiştir. Deneysel analiz için sıcaklık sensörleri ve akım/gerilim sensörü bağlanarak sıcaklık verileri ve elektriksel parametreler arduino kart ile okunmuş ve SD kart hafızasına kaydedilmiştir. Kaydedilen veriler karşılaştırılarak deneysel analiz gerçekleştirilmiştir. Kalorifer radyatörünün ve duvarın yüzey sıcaklığını kullanarak sıcaklık farkı elde edilmiştir. Sıcaklık farkından, termoelektrik jeneratörler ile oda sıcaklığında maksimum 3,24 W güce sahip elektrik enerjisi elde edilmiştir. Üretilen enerjiyi faydalı kullanmak adına radyatör kanallarındaki fanlar beslenerek normal oda sıcaklığı 8°C artırılmıştır.