Güneş enerjili termoelektrik soğutma sistemlerinde ardışık (Kaskat) soğutma yöntemi uygulanabilirliğinin deneysel incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, besinlerin saklanması, tıbbi malzemelerin, ilaçların, aşı ve kan ünitelerinin düşük sıcaklıklarda muhafazası için kullanılan TEC (Termoelektrik Soğutma Sistemi) sistemi ardışık uygulaması incelenmiştir. TEC, bir tarafı ısınırken diğer tarafı soğuyan termoelektrik modül (peltier etkisi) ilkesine bağlı olarak çalışmaktadır. Termoelektrik modüllerde kullanılan elektrik enerjisi güç kaynağı ve güneş pillerinden elde edilmiştir. Soğutulacak kabin olarak bir araç buzdolabı kullanılmış ve termoelektrik modül buzdolabının ısı kaybını karşılayacak kapasitede seçilmiştir. Deneyler öncelikle tek termoelektrik modülün güç kaynağı kullanılarak çalıştırılması şeklinde gerçekleştirilmiştir. Deneyin ikinci aşamasında TE modüller ardışık olarak seri, paralel ve ayrık bağlanarak güç kaynağı yardımıyla çalıştırılmıştır. Alınan sonuçlar bir önceki değerler ve kendi aralarında karşılaştırma yapılarak değerlendirilmiştir. Tespit edilen değerler ışığında sistem bir de güneş pillerine bağlı olarak çalıştırılmıştır. Elde edilen deney sonuçları ardışık TE modüllerin birbiriyle bağlantı şekilleri arasında seri bağlı durumda iyi olduğunu göstermiştir. Ancak TE modüllerin ayrık bağlı durumda üst katmandaki modülün alt katmandaki modüle göre daha kuvvetli seçildiğinde bu bağlama yönteminin de seri bağlı yönteme göre daha iyi durumda olabileceği sonucuna ulaştırmıştır. Ayrıca istenilen soğutma verimin elde edilmesi için termoelektrik modül ile güneş pillerinin seçiminin iyi yapılması, sıcak yüzeyden ısıyı atmak için değişik yöntemlerin kullanılabileceği ve soğutulan hacmin ısı yalıtımının en uygun biçimde yapılması gerektiği sonucuna ulaştırmıştır. Çevre ile uyumlu olan bu soğutma sisteminin gelecekte kullanımının yaygınlaşacağı düşünülmektedir.

In this study, applications of TEC system was examined to save in low temperature for medical supplies, medicines, vaccines, blood units and storage of food. The system works with a principle which one side of system is getting hot while the other side is getting cold thermoelectric module (Peltier effect). The electricity that used in thermoelectric modules was generated by power supply and solar cells. A vehicle refrigerator was used as a cooled cabin and thermoelectric modules were selected to bear the capacity of fridge of heat loss. Firstly, the test system was implemented by using power supply operation of the thermoelectric module. In the second phase of the test, TE modules were connected as cascade connection in series, parallel, and discrete, and they were operated with the help of power supply. Results from a previous value were evaluated by comparison with each other. In the light of the determined values, the system was also started up as depending on the solar cell system. Result of the tests showed us the best connection type of the cascade TE modules is in series connection, but when in the discrete connected the top level of module was chosen better than bottom level of module, we are of opinion that this connection type is better than series connection type. In addition, in order to obtain desired efficiency, selection of thermoelectric module and solar cell are had to be perfect. In order to throw temperature from hot surface, different methods can be used and we are of the opinion that the cooled volume of thermal insulation is had to build in a best appropriate manner. This cooling system which is compatible with the environment can be thought to use of future more widespread.