Farklı boyutlarda termoelektrik jeneratörler kullanılarak egzoz ısı enerjisinin geri kazanımı
Recovery of exhaust heat energy using thermoelectric generators in different sizes
Yazar: ALİ GÜRCAN
Danışman: DOÇ. DR. GÜLAY YAKAR
Pamukkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Termoelektrik jeneratör = Thermoelectric generator ; Turbo şarj = Turbo charge

Özet:
Bu çalışmada, turbo şarj sistemlerindeki kompresör ile ara soğutucu arasına
termoelektrik jeneratör sistemi yerleştirilmiştir. Böylece, ara soğutucularda
dışarıya atılacak olan ısı enerjisinden faydalanılarak güç elde edilmesi
hedeflenmiştir. Termoelektrik jeneratör sisteminin, farklı dış çevre sıcaklıkları ve
farklı boyuttaki modüller için numerik analizleri gerçekleştirilerek, en uygun
sistem tasarlanmıştır. Çalışmada, hem korelasyon olarak hesaplamalar yapılmış
hem de Ansys Fluent ve Thermal-Electric programları kullanılarak simülasyonlar
gerçekleştirilmiştir. Thermal-Electric programında, Korelasyon ve Fluent analiz
sonuçlarındaki çıkış parametreleri ve sıcaklık sınır koşulları kullanılarak,
simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Ticari TEJ modülü ile farklı boyuttaki TEJ
modüllerinin, Thermal-Electric analiz sonuçları karşılaştırıldığında, TGM-199-
1.6-2.0 için elde edilen elektriksel güç değerlerinin, TGM-199-1.4-2.0 (Ticari
Modül) ve TGM-199-1.5-2.0 modüllerine göre daha büyük olduğu tespit
edilmiştir. En büyük akım değerlerinin de yine bu TEJ modülünde olduğu
belirlenmiştir. Boyutsuz elektrik direncinin 1.25 ve dış ortam sıcaklığının da 268
K olduğu durumda, 28 adet TGM-199-1.6-2.0 modülünden oluşan TEJ
sisteminden elde edilen toplam güç değeri 70.95 W ve akım değeri ise 22.71 A
olmuştur. Dış ortam sıcaklığı 303 K ve boyutsuz elektriksel direnç 1.25
olduğunda ise aynı sistemde elde edilen güç ve akım değeri sırasıyla 40.9 W ve
17.25 A olarak tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, thermoelectric generator system is placed between compressor
and intercooler in turbo charging systems. Thus, it is aimed to obtain power by
utilizing the heat energy to be exhausted in the intercoolers. Numerical analysis of
thermoelectric generator system for different external ambient temperatures and
modules of different sizes has been performed and the optimal system has been
designed. In the study, both the correlation calculations were calculated and the
simulations of Ansys Fluent and Thermal-Electric programs were performed. In
the Thermal-Electric program, were performed simulations using output
parameters and temperature boundary conditions in Correlation and Fluent
analysis results. Comparing the results of Thermal-Electric analysis of TEG
modules of different sizes with the commercial TEG module, the electrical power
values obtained for TGM-199-1.6-2.0 were found to be greater than those of
TGM-199-1.4-2.0 (Commercial Module) and TGM-199-1.5-2.0. It is determined
that the maximum current values are also in this TEG module. When the
dimensionless electrical resistance is 1.25 and the external ambient temperature is
268 K, the total power value obtained from the TEG system consisting of 28
TGM-199-1.6-2.0 modules was 70.95 W and the current value was 22.71 A.
When the external ambient temperature is 303 K and dimensionless electrical
resistance is 1.25, the power and current values obtained in the same system are
40.9 W and 17.25 A respectively.