Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/15249
| Title: | การพัฒนาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากพลังงานความร้อนเหลือทิ้งด้วยอุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริก |
| Other Titles: | Development of a waste heat thermoelectric power generator |
| Authors: | ไพบูลย์ โกวิทเจริญกุล |
| Advisors: | สุวิทย์ ปุณณชัยยะ เดโช ทองอร่าม |
| Other author: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์ |
| Advisor's Email: | [email protected] [email protected] |
| Subjects: | เทอร์โมอิเล็กทริกคูลลิง เครื่องกำเนิดไฟฟ้า |
| Issue Date: | 2550 |
| Publisher: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย |
| Abstract: | งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากอุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริกขนาดกำลังผลิตไฟฟ้า 50 วัตต์ โดยใชัพลังงานความร้อนจากแหล่งความร้อนเหลือทิ้งเกรดต่ำ อันเป็นการนำพลังงานความร้อนที่สูญเสียไปกับการระบายความร้อนของระบบหล่อเย็นในงานอุตสาหกรรมและต้นกำเนิดรังสีความแรงรังสีสูงให้กลับคืนมาใช้ประโยชน์ การกำเนิดไฟฟ้าอาศัยกระบวนการทำงานย้อนกลับของอุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริกคูลเลอร์ (TEC) ซึ่งดัดแปลงเป็นชุดเซลล์ความร้อนทำงานที่อุณหภูมิไม่เกิน 100 ℃ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่พัฒนาขึ้นประกอบด้วยชุดเซลล์ความร้อนขนาดกำลังผลิตไฟฟ้า 12.5 วัตต์ จำนวน 4 ชุด ซึ่งจัดชุดเซลล์ความร้อนต่ออันดับกัน 2 ชุดก่อนต่อขนานกัน แต่ละชุดใช้อุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริกคูลเลอร์ 96 ตัว ต่ออันดับกัน โดยติดตั้งผนังอุปกรณ์ เทอร์โมอิเล็กทริกด้านร้อน (hot side) บนพื้นที่ผนัง 4 ด้านของท่อระบบถ่ายเทความร้อนที่ทำด้วยอลูมิเนียมทรงกระบอกเหลี่ยมกลวงขนาด 12.2x12.2x50 ซม.³ ส่วนผนังด้านเย็น (cold side) ประกบด้วยแผ่นระบายความร้อนและใช้พัดลมช่วยระบายความร้อน จากการทดลองผลิตไฟฟ้าโดยใช้แหล่งความร้อนจากไอน้ำเดือดแทนความร้อนเหลือทิ้งจากระบบหล่อเย็น พบว่าที่อุณหภูมิผนังเซลล์ด้านร้อน 96 ℃ และความแตกต่างอุณหภูมิระหว่างผนังเซลล์ด้านร้อนและด้านเย็นระหว่าง 24-25 ℃ สามารถผลิตแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงวงจรเปิดได้ 250 โวลต์ และกระแสลัดวงจร 1.2 แอมแปร์ กำลังไฟฟ้านี้ใช้แปลงผันเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ 220 โวลต์ 50 เฮริตซ์ ได้โดยตรงและสามารถจ่ายกำลังไฟฟ้าให้โหลดแบบตัวต้านทานได้มากกว่า 50 วัตต์ อย่างต่อเนื่องตราบเท่าที่มีแหล่งความร้อนป้อนเข้าระบบ ด้วยประสิทธิภาพในการแปลงความร้อนเป็นไฟฟ้าในระดับ 0.418 เปอร์เซ็นต์และมีราคาต้นทุน 2,500 บาท/วัตต์ นอกจากนี้ยังมีการประเมินต้นทุนการผลิตไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้ด้วยแหล่งความร้อนที่ได้จากสารกัมมันตรังสีเปรียบเทียบกับถ่านหุงต้ม |
| Other Abstract: | This research aims to develop a 50-watt thermoelectric power generator using low-grade waste heat as a heat source, in order to recover and utilize the excess heat from cooling systems in industries and high activity radioisotope sources. Electricity generation is based on the reverse operation of a thermoelectric cooler (TEC) device. The TEC devices were modified and assembled into a set of thermal cell modules operating at a temperature less than 100 ℃. The developed power generator consists of 4 modules, each generating 12.5 watts. Two adjacent modules are connected in parallel. Each module comprises 96 TEC devices connected in series. The hot side of each module is mounted on an aluminum heat transfer pipe with dimensions 12.2 x 12.2 x 50 cm³. Heat sinks are installed on the cold side with cooling fans to provide forced air cooling. To test electricity generation in the experiment, water steam was used as a heat source instead of low-grade waste heat. An open-circuit direct current (DC) of 250 V and a short-circuit current of 1.2 A were achieved with the following operating conditions: a hot side temperature of 96 ℃ and the temperature difference between the hot and cold sides of 24-25 ℃. The DC power output was inverted to an AC power source of 220 V with 50 Hz frequency, which can continuously supply more than 50 watts of power to a resistive load as long as the heat source was applied tothe system. The system achieves an electrical conversion efficiency of about 0.418 percent with the capital cost of 2,500 Baht/W. Electricity generation costs between radioisotop source and charcoal heat source was also compared. |
| Description: | วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2550 |
| Degree Name: | วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต |
| Degree Level: | ปริญญาโท |
| Degree Discipline: | นิวเคลียร์เทคโนโลยี |
| URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/15249 |
| URI: | http://doi.org/10.14457/CU.the.2007.1928 |
| metadata.dc.identifier.DOI: | 10.14457/CU.the.2007.1928 |
| Type: | Thesis |
| Appears in Collections: | Eng - Theses |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Paiboon_Ko.pdf | 2.93 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.