• 제목/요약/키워드: thermoelectric modules

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두께와 열전소자 부착위치를 고려한 자동차용 고효율 전자 냉온 모듈 형상 최적화 연구 (Research of shape optimization for High-Efficiency Electronic cold modules taking into consideration thickness and thermoelectric element mounting position)

  • 김재원;이정호;박찬희
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권12호
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    • pp.8350-8356
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    • 2015
  • 사용자 편의 장치에 대하여 고객들은 높은 효율과 더 많은 기능을 갖는 요구하고 있으며 이러한 자동차 어플리케이션에 대한 중요성이 지속적으로 증가하고 있다. 자동차에서 냉온 컵홀더 모듈은 냉온 모듈의 온도를 제어하여 컵홀더 속의 음료수를 따뜻하게 혹은 차겁게 유지시켜주는 고급 편의 장치이다. 본 연구에서는 자동차용 냉온 모듈의 최적 설계를 위하여 다양한 두께 조건에서 열해석을 수행하였다. 열해석 결과 두께가 2.5mm 로 일정할 때 주요 지점의 온도 분포가 가장 낮게 나타났다. 그리고 열전소자가 아래 쪽에 위치해 있을 때(A-type) 온도 분포가 낮게 나타났다.

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.

$Bi_{0.5}Sb_{1.5}Te_{3}/Bi_{2}Te_{2.4}Se_{0.6}$계 박막형 열전발전 소자의 제작과 작동 특성 (Fabrication and Performance of $Bi_{0.5}Sb_{1.5}Te_{3}/Bi_{2}Te_{2.4}Se_{0.6}$ Thin Film Thermoelectric Generators)

  • 김일호;장경욱
    • 한국진공학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.180-185
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    • 2006
  • [ $Bi_{0.5}Sb_{1.5}Te_{3}/Bi_{2}Te_{2.4}Se_{0.6}$ ]계 박막형 열전발전 소자에 의해 volt 단위의 비교적 고전압에서 microwatt 수준의 출력을 발생시킬 수 있었다. 최대 출력은 온도차와 2차 함수적인 관계가 있었고, 주어진 온도차에서 판형 모듈의 적층수에 비례하여 증가하였다. 판형 모듈의 적층수와 직렬/병렬 연결 조합의 변화에 의해 출력 전압과 전류를 조절할 수 있었다. 온도차에 대한 개회로 전압과 폐회로 전류의 변화는 직선성을 보였다. 개회로 전압은 직렬 연결의 경우 판형 모듈의 수에 의존하였지만, 병렬 연결의 경우에는 의존하지 않았다. 반면, 폐회로 전류는 직렬연결의 경우 판형 모듈의 적층수와 무관하게 일정한 값을 나타내었고, 병렬 연결의 경우 판형 모듈의 적층수에 비례하여 증가하였다.

열전발전 시스템의 부정합손실 저감방안 연구 (Study of Reduction of Mismatch Loss of a Thermoelectric Generator)

  • 최태호;김태영
    • 융합정보논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.294-301
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    • 2022
  • 본 연구에서는 열전발전기에 장착된 열전소자 간의 불균일한 온도편차에 의해 발생하는 부정합 손실을 저감할 수 있는 Multi-layer Cascade (MLC) 전기연결 방법을 제안한다. MLC의 성능을 검증하기 위해 열유동 현상 뿐만 아니라 열전소자에서 발생하는 다중물리현상을 반영한 수치해석 모델을 개발하였다. MLC는 고온도차를 경험하는 소자와 저온도차를 경험하는 소자를 서로 다른 Layer에 배치하여 구현할 수 있으며, 고온도차 소자와 저온도차 소자의 분류에는 수치해석 모델을 통해 얻어진 소자별 고온부 표면 온도를 활용하였다. MLC를 구성하는 각 Layer의 전기분선 비율을 변화시키며 이상적인 열전발전 성능과의 비교를 통해 MLC의 부정합손실 저감특성을 확인하였다. 최적 분선비율로 구성한 MLC의 경우 이상적인 결과 대비 96.5%의 발전성능을 보였으며, 열원의 유량이 적거나 발전시스템의 크기가 증가하여 소자 간의 온도편차가 클수록 부정합손실 저감효과가 더욱 증가하는 것을 확인하였다.

박막레그 직경에 따른 열전박막모듈의 열에너지 하비스팅 특성 비교 (Comparison of Thermal Energy Harvesting Characteristics of Thermoelectric Thin-Film Modules with Different Thin-Film Leg Diameters)

  • 김우준;오태성
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.67-74
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    • 2018
  • 두께가 $20{\mu}m$이며, 직경이 각기 $100{\mu}m$, $300{\mu}m$, $500{\mu}m$인 p형 $Sb_2Te_3$와 n형 $Bi_2Te_3$ 박막레그들을 전기도금하여 열전박막모듈을 형성한 후, 박막레그의 직경에 따른 출력전압과 출력전력을 비교하였다. $100{\mu}m$ 직경 박막레그들로 구성된 모듈은 ${\Delta}T=36.7K$에서 365 mV, $300{\mu}m$ 직경 박막레그들로 형성한 모듈은 ${\Delta}T=37.5K$에서 142 mV, $500{\mu}m$ 직경 박막레그들로 제작한 모듈은 ${\Delta}T=36.1K$에서 53 mV의 open circuit 전압을 나타내었다. $100{\mu}m$ 직경 박막레그 모듈은 ${\Delta}T=36.7K$에서 $845{\mu}W$, $300{\mu}m$ 직경 박막레그 모듈은 ${\Delta}T=37.5K$에서 $631{\mu}W$, $500{\mu}m$ 직경 박막레그 모듈은 ${\Delta}T=36.1K$에서 $276{\mu}W$의 최대출력전력을 나타내었다.

$(Bi, Sb)_2 (Te, Se)_3$ 열전박막소자의 작동특성 (Performance of $(Bi, Sb)_2 (Te, Se)_3$ Thin Film Thermoelectric Modules)

  • 김일호;이동의
    • 한국진공학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.309-315
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    • 1994
  • 순간증착법으로 p형(Bi0.5Sb1.5Te3)과 n형(Bi2Te24Se0.6)열전박막을 제조하여 상온에서 Seebeck 계 수, 전기전도도 및 열전성능지수를 측정하였다. 또한 금속재 mask를 이용하여 다중접점 박막형 열전소 자를 제작하고 그 작동특성을 조사하였다. 이때 소자의 고온부와 저온부의 온도를 직접측정하기 위하여 copper/constantan 박막을 접점부에 증착하여 열전쌍이 되게 하였다. p/n 접점이 5쌍이 소자의 경우 Peltier 효과에 의해 생성된 최대온도차는 22K이었다.

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열전폐열회수를 위해 수동적으로 해수냉각되는 폴리머 히트싱크 열성능의 수치적 연구 (Computational Investigation of the Thermal Performances of Polymer Heat Sinks Passively-Cooled by Seawater for Thermoelectric Waste Heat Recovery)

  • 김경준
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제39권4호
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    • pp.432-436
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    • 2015
  • 본 연구에서는 해수를 활용하여 수동적으로 냉각되는 폴리머 히트싱크의 열성능을 전산적으로 탐구한다. 폴리머 히트싱크는 폐열회수를 위한 열전생성기의 저온면의 냉각모듈로 제안되었고, 상세한 수치연구를 위해 3차원 전산유체역학 모델링이 수행되었다. 폴리머 히트싱크의 기본 소재로 polyphenylene sulfide (PPS)와 pyrolytic graphite (PG)가 선택되었고, 전산연구는 다양한 휜 수와 휜 두께에서 PPS와 PG 히트싱크의 성능을 결정하고, 이 결과는 알루미늄 (Al)과 티타늄 (Ti) 히트싱크와 비교된다. 연구결과는 PG 히트싱크가 Ti 히트싱크 보다 3~4배 열성능이 우수함을 보이는데, 이 결과는 Ti 히트싱크보다 더 우수한 PG 히트싱크의 열확산에 기인한 것으로 보인다. 연구결과에 의하면 PG 히트싱크의 열성능에 대한 휜 수 증가의 효과가 PPS와 Ti 히트싱크 경우와는 상반됨을 보이는데, 이는 휜 수 증가에 대한 열확산, 표면적 증대, 유동저항의 상관관계로 설명이 가능하다.