earticle

영어

In this study, a Bi2Te3 thermoelectric generator (TEG) was fabricated to convert unused thermal energy into useful electrical energy. For the performance test, a dedicated experiment device consisting of a heating block operating with cartridge heaters and a cooling block through which a refrigerant flows was constructed. A 3×3 array of thermocouples was mounted on the heating block and the cooling block, respectively, to derive the temperature fields and heat transfer rate onto both sides of the TEG. Experiments were conducted for a total of 9 temperature differences, obtaining V-I and P-R curves. The results of 7 variables including Seebeck coefficients that have a major effect on performance were presented as a function of the temperature difference. The feasibility of the energy recovery performance of the developed TEG was verified from the maximum power output of 7.5W and conversion efficiency of 11.3%.

한국어

본 연구에서는 산업현장에서 미활용되는 열에너지를 회수하여 유용한 전기에너지로 변환하기 위한 Bi2Te3 계열 열전소자를 제작하고 에너지회수 성능 및 물성을 도출하였다. 성능시험을 위하여 카트리지 히터 가열 방식의 가열블록과 냉매가 흐르는 냉각블록으로 구성된 전용 실험장치를 구성하였으며, 가열블록과 냉각블록에는 3×3 배열의 열전대를 장착하여 소자 양 면 온도와 열전달율을 도출하였다. 최소 온도차 27K부터 최대 온도차 172.2K 까지 총 9가지의 온도차에 대해 실험을 수행하여 V-I curve와 P-R curve를 도출하였고 성능에 주요한 영향을 미치는 제벡계수 등 변수 7가지에 대하여 온도차에 대한 함수로 결과를 제시하였다. 최대 발전양 7.5W와 변환효율 11.3%의 결과로부터 개발된 열전소자의 열에너지 회수 성능의 타당성을 검증하였다.