• 제목/요약/키워드: Thermoelectric generation module

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PDMS 충진법을 이용하여 형성한 유연열전모듈의 발전특성과 굽힘특성 (Power Generation Properties and Bending Characteristics of a Flexible Thermoelectric Module Fabricated using PDMS Filling Method)

  • 한기선;오태성
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.119-126
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    • 2019
  • 18쌍의 Bi2Te3계 p-n 가압소결체 열전레그들로 구성되어 있으며 상하부 기판이 없고 내부는 polydimethylsiloxane (PDMS)로 충진되어 있는 유연열전모듈을 형성하고, 이의 발전특성과 굽힘특성을 분석하였다. 유연열전모듈을 팔목에 부착하였을 때 서있는 정적인 상태에서는 2.23 mV의 open circuit 전압과 1.69 ㎼의 최대출력전력이 얻어졌으며, 걸어가는 동적인 상태에서는 3.32 mV의 open circuit 전압과 3.41 ㎼의 최대출력전력이 얻어졌다. 유연열전모듈에 굽힘곡률반경 25 mm로 30,000회까지 반복굽힘 싸이클을 인가하여도 저항변화율이 1% 미만으로 유지되었다.

선박의 배기가스 폐열을 활용한 열전발전시스템에 관한 기초 열해석 (Fundamental Heat Analysis about the Thermoelectric Generation System Using the Waste Heat of Exhaust Gas from Ship)

  • 김명준;가광진;채규훈;김인섭
    • 해양환경안전학회지
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    • 제22권5호
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    • pp.583-592
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    • 2016
  • 해상에서는 UN산하 IMO(International Maritime Organization, 국제해사기구)는 선박에서 배출하는 $CO_2$량을 2030년까지 30 %까지 줄이는 것을 목표로 설정하고 있다. 본 연구는 이러한 상황에 대응하고 친환경기술의 개발을 목표로 선박용 내연기관에서의 폐열을 이용하는 열전발전시스템 개발에 최종목표를 두고, 본 논문에서는 선박용 열전발전시스템 개발에 앞서 기초 열해석을 실시하고 분석하였다. 그 결과 다음과 같은 열전발전시스템의 효율향상에 관한 유효한 방법을 얻어 낼 수 있었다. 1) 고온측 열원과 모듈간 온도차를 줄여 모듈의 온도차를 늘리는 것으로 열전발전시스템의 효율이 8.917 %로 향상되는 것을 알 수 있었다. 2) 외부부하저항의 변화에 따른 시스템 효율은 약 6 %로 그 변화폭이 크게 발생하지 않는 것을 확인할 수 있었다. 3) 동일 계산 조건에서 방형관의 재질이 스테인레스인 경우의 시스템 효율이 8.707 %로 두랄루민(8.605 %), 동(8.607 %)보다 높을 것을 확인할 수 있었다.

운전 온도에 따른 열전발전 모듈의 전기적 내부 저항 변화에 대한 연구 (Study on the Variation of Electrical Internal Resistance for Thermoelectric Generator Module with Operating Temperature)

  • 김윤호;김명기;김서영;리광훈;엄석기
    • 설비공학논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.1-12
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    • 2010
  • An analysis model considered the manufacturing factors and the pellet size has been developed in order to predict the performance characteristics of thermoelectric modules as generators. Since the electrical internal resistance has a significant role in the performance of thermoelectric modules, the variations of electrical internal resistance with operating temperature are experimentally measured. The modified electrical internal resistance calculated from an experimental correlation is applied to the analysis model. To verify the modified analysis model, the output voltage, output current and output power are compared with experimental results for the operating temperature conditions of $T_h=85^{\circ}C$ and ${\Delta}T=40^{\circ}C$. The modified analysis shows a good agreement with the experimental results in terms of the output voltage, current, and power.

전기회로 구성 방법에 따른 열전발전 모듈 성능 특성 (Performance Characteristics of Thermoelectric Generator Modules For Parallel and Serial Electrical Circuits)

  • 김윤호;김명기;김서영;리광훈;엄석기
    • 설비공학논문집
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    • 제22권5호
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    • pp.259-267
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    • 2010
  • An experiment has been performed in order to investigate the characteristics of multiple thermoelectric modules (TEMs) with electrical circuits. The open circuit voltage of TEM connected parallel circuit is equal to the sum of individual TEMs. In contrast, the open circuit voltage is equal to the average of that individual TEM for a series circuit. The power output and conversion efficiency of TEM for both parallel and series circuits increase as the operating temperature conditions for individual TEMs becomes identical. Comparing parallel with series circuits, the power generation performance is more excellent for series circuit than parallel circuit. This result is attributed to the power loss from the TEM with better power generation performance.

열전발전 기술의 현황 (Current Status of Thermoelectric Power Generation Technology)

  • 이재광;김진원;이재영
    • 공업화학
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    • 제27권4호
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    • pp.353-357
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    • 2016
  • 인구 증가와 문명 발전에 따른 에너지 고소비형 사회로 진행됨에 따라 기존에 사용하던 에너지원의 고효율화 방안이 강구되고 있다. 이 중 열에너지 고효율화 방안으로 열전발전 기술이 주목을 받고 있다. 현재 열전발전 분야는 나노기술 등이 발전함에 따라 폐열회수 분야 등에서 충분한 경쟁력을 가질 수 있는 ZT > 2를 도달하였고, 더 높은 효율을 갖는 소재 개발 연구가 진행되고 있다. 본 총설에서는 현재 진행되고 있는 온도영역별 열전발전 소재 개발 및 모듈기술에 대해 간략히 소개하고자 한다.

고온 발전용 산화물 열전모듈의 설계 (The Design of Oxide Module for High Temperature Thermoelectric Power Generation)

  • 박종원;윤선호;차정의;최승철
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.93-100
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    • 2008
  • 고온 발전용 열전모듈을 p-type으로는 $Ca_{2.7}Bi_{0.3}Co_4O_9$, n-type으로는 $Ca_{0.96}Bi_{0.04}Mn_{0.96}Nb_{0.04}O_3$을 선택하고 알루미나 기판 위에 1쌍과 2쌍을 제조하였다. 산화물 열전 모듈의 최적화 설계를 위해 먼저 1쌍의 열전모듈의 실험 결과로부터 전극의 접촉저항을 산출하여 2쌍 모듈에 적용함으로써 저항과 출력 특성을 예측하였다. 예측된 2쌍 모듈의 계산 값과 제조된 2쌍 모듈의 실측 값을 비교함으로써 모듈 설계를 위한 접근방법을 검토하였다. 2쌍 모듈의 계산된 저항과 측정된 저항은 각각 $T_h$=833 K에서 0.954 $\Omega$과 1.105 $\Omega$으로 약 0.15 $\Omega$ 정도의 차이로 근접한 결과를 얻었으며, 제시된 방법으로 고온산화물 열전 모듈 제작에 유효하다고 판단된다.

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Development of A Floating Solar Thermoelectric Generator Using A Dome Shaped Fresnel Lens for Ocean Application

  • Seong-Hoon Kim;Jeung-Sang Go
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제26권6_1호
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    • pp.1001-1010
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    • 2023
  • To solve the problem that photovoltaic panels can not harvest electrical energy at a cloudy day and night, a floating solar thermoelectric generator (FSTEG, hereafter) is studied. The FSTEG is consisted of a dome shaped Fresnel lens to condense solar energy, a thermoelectric module connected with a heat sink to keep temperature difference, a floating system simulating a wavy ocean and an electrical circuit for energy storage. The dome shaped Fresnel lens was designed to have 29 prisms and its optical performance was evaluated outdoors under natural sunlight. Four thermoelectric modules were electrically connected and its performance was evaluated. The generated energy w as stored in a Li-ion battery by using a DC-DC step-up converter. For the application of ocean environment, the FSTEG was covered by the dome shaped Fresnel lens and sealed to float in a water-filled reservoir. The harvested energy shows a potential and a method that the FSTEG is suitable for the energy generation in the ocean environment.

연안어선용 열전발전 장치의 성능개선을 위한 연구 (A study of performance improvement of a thermoelectric generation system for the coastal fishing boats)

  • 이동길;김현영;배성윤;김지연;도용현;양용수
    • 수산해양기술연구
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    • 제54권3호
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    • pp.246-254
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    • 2018
  • In this study, we developed a thermoelectric generation system for coastal fishing boats that allows for a high-density arrangement of thermoelectric modules, verified the improvement in performance by conducting comparative analysis between field test results and results from previous studies. The developed thermoelectric generation system was installed in a 3-ton gill-netter to analyze the engine revolutions per minute and energy production per day for each fishing process over a period of 20 days. From the experimental results, the maximum electric energy generated was 207.1 Wh, the minimum was 53.93 Wh and the average electric energy was 129.98 Wh. In accordance with the increasing of the engine r.p.m., the maximum electric production was 183 W at 1,500 r.p.m. It was approximately 80.5% of designed capacity, 227.2 W. Considering the result in the earlier research was 50.7% of designed capacity, 115.8 W. It was improved by 30% compared to the earlier one. The fishing operation was classified as departure, fishing and arrival. From the result on production analysis of electric energy, the composition of energy was 63% in fishing, 19.5% in departure and 17.5% in arrival. The electric energy production per unit hour was 42.8% in arrival, 32.9% in departure and 24.3% in fishing.

방전플라즈마 소결 공정을 이용한 CoSb3/Al/Ti/CuMo 접합 특성 (Joining Properties of CoSb3/Al/Ti/CuMo by Spark Plasma Sintering Process)

  • 김민숙;안종필;김경훈;김경자;박주석;서원선;김형순
    • 한국세라믹학회지
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    • 제51권6호
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    • pp.549-553
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    • 2014
  • $CoSb_3$-based skutterudite compounds are candidate materials for thermoelectric power generation in the mid-temperature range (600 - 900 K) because their thermoelectric properties can be enhanced by doping and filling. The joining property of thermoelectric module electrodes containing thermoelectric materials is of great importance because it can dominate the efficiency of the thermoelectric module. This study examined the properties of $CoSb_3$/Al/Ti/CuMo joined by the spark plasma sintering technique. Titanium thin foil was used to prevent the diffusion of copper into $CoSb_3$ and Aluminum thin foil was used to improve the adhesion between $CoSb_3$ and Ti. The insertion of an Aluminum interlayer between the Ti and $CoSb_3$ was effective for joining $CoSb_3$ to Ti by forming an intermediate layer at the Al-$CoSb_3$ boundary without any micro cracks. Specifically, the adhesion strength of the Ti/Al/$CoSb_3$ joining interface showed a remarkable improvement compared with our previous results, without deterioration of electrical property in the interface.