بهینه‌سازی مولد ترموالکتریک چند قطعه‌ای و محاسبه عملکرد با روش دقیق

Abstract

در این مقاله مطالعه­ جامعی بر روی مواد ترموالکتریک شناخته شده در سال­های 1960 تا 2010 انجام شده و از بین این مواد، بهترین مواد ترموالکتریک برای بازه­های دمایی مشخص انتخاب شده است. یک مولد ترموالکتریک چند قطعه­ای برای عملکرد در بازه دمایی 300 تا 1300 درجه کلوین با استفاده از مواد ترموالکتریک انتخاب شده، بهینه­سازی شده است. سپس با استفاده از دو روش سوانسون و روش دقیق، ماکزیمم بازده ژنراتور بهینه ­شده، با فرض قابل صرف­نظر­بودن مقاومت تماسی و عایق بودن سطوح جانبی پایه­ها، محاسبه شده است. بیشینه بازده 4/23% برای چیدمان بهینه شده به دست آمده است که افزایش 3/5% را نسبت به آخرین کار منتشر شده، نشان می­دهد. قدرت و جریان الکتریکی قابل دستیابی به وسیله ژنراتور معرفی شده در بیشینه بازده محاسبه شده است. سایر مشخصات مورد نیاز برای طراحی ژنراتور، شامل طول، مقاومت خارجی و سطع مقطع تک تک قطعات به­دست آمده و نتایج با پژوهش­های قبلی مقایسه شده است.