সমন্বিত তাপ পাইপ কাঠামোর মাধ্যমে TEG পাওয়ার ঘনত্ব উন্নত করা

সমন্বিত তাপ পাইপ সহ TEG ডিভাইসটি ঠান্ডা/তাপ উত্স এবং তাপবিদ্যুৎ মডিউলগুলির মধ্যে তাপ স্থানান্তর কর্মক্ষমতা উন্নত করে। গবেষকরা ঐতিহ্যবাহী স্ট্যাক করা ডিজাইনের মধ্যে তাপ পাইপের কাঠামো চালু করেছেন, তাপ স্থানান্তরের দিক পরিবর্তন করতে তাপ পাইপের উচ্চ তাপ পরিবাহিতা ব্যবহার করে, স্ট্যাকিং দিককে তাপ প্রবাহের দিকের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ করে তোলে, যা সীমিত স্থানে আরও তাপবিদ্যুৎ মডিউলকে একীভূত করতে সাহায্য করে। বেঞ্চ পরীক্ষার মাধ্যমে, 650 K এবং 50 ms-1 এর তাপ প্রবাহের অধীনে, TEG ডিভাইসটি 848.37 W এর আউটপুট শক্তি এবং 48.22 WL-1 এর একটি অতি-উচ্চ সিস্টেম স্তরের শক্তি ঘনত্ব তৈরি করতে পারে, শক্তি ঘনত্ব একটি উল্লেখযোগ্য উন্নতি. ইতিমধ্যে, এটি স্ট্যাকিং কাঠামো পরিবর্তন করে বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন পরিস্থিতিতে প্রসারিত করা যেতে পারে।

TEG কাঠামোটি সামগ্রিকভাবে একটি ষড়ভুজ কনফিগারেশন উপস্থাপন করে, হট এন্ড প্লেট, কোল্ড এন্ড প্লেট এবং উভয়ের মধ্যে থার্মোইলেকট্রিক মডিউল স্ট্যাকিং করে একত্রিত করা হয়। প্রতিটি হট এন্ড প্লেট 12টি হট এন্ড হিট পাইপ দিয়ে সজ্জিত, যেগুলি হিট পাইপ এবং উচ্চ-তাপমাত্রা নিষ্কাশন গ্যাসের মধ্যে তাপ স্থানান্তর কার্যকারিতা নিশ্চিত করার জন্য বিভিন্ন স্তরের মধ্যে একটি স্তব্ধ পদ্ধতিতে সাজানো হয়; প্রতিটি কোল্ড এন্ড প্লেটের ভিতরে 12টি কোল্ড এন্ড হিট পাইপ থাকে, যা ষড়ভুজ কনফিগারেশনের ত্রুটিগুলিতে তাপ স্থানান্তর করে শীতল করার জন্য এবং স্থানের ব্যবহার উন্নত করে।

TEG ইঞ্জিনিয়ারিং অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে একই সাথে দুটি প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে হবে: একটি সীমিত জায়গায় পর্যাপ্ত আউটপুট শক্তি তৈরি করা এবং অত্যধিক নিষ্কাশন ব্যাক চাপ এড়ানো। লেখক CFD এবং থার্মোইলেকট্রিক কাপলিং মডেলের সংমিশ্রণ ব্যবহার করেছেন তাপ পাইপের সাথে একীভূত TEG-এর থার্মোডাইনামিক এবং পাওয়ার জেনারেশন পারফরম্যান্সের উপর সসীম উপাদান সিমুলেশন পরিচালনা করতে। গবেষণায় দেখা গেছে যে থার্মোইলেকট্রিক জেনারেটর থার্মোইলেকট্রিক মডিউলের উভয় প্রান্তে একটি পর্যাপ্ত উচ্চ তাপমাত্রার পার্থক্য তৈরি করতে পারে যখন একটি ছোট নিষ্কাশন ব্যাক চাপ নিশ্চিত করে, একটি একক মডিউল আউটপুট শক্তি 3.89 ওয়াট।

গবেষকরা প্রথমে গরম/ঠান্ডা প্রান্তের ফ্ল্যাট প্লেটের সাথে তাপ পাইপকে একত্রিত করে একটি গরম/ঠান্ডা শেষ ইউনিট গঠন করেন; তারপর, নিষ্কাশন খাঁড়ি সহ গরম প্রান্তের ফ্ল্যাট প্লেটের প্রথম স্তর থেকে শুরু করে, স্তরে স্তরে সমাবেশ করা হয় এবং অবশেষে 240 থার্মোইলেকট্রিক মডিউল সহ একটি সম্পূর্ণ প্রোটোটাইপ তৈরি করা হয়। বিভিন্ন উপাদানের সমাবেশ প্রক্রিয়া চলাকালীন, ফাঁকগুলি দূর করতে যোগাযোগের ইন্টারফেসে তাপ গ্রীস প্রয়োগ করা হয়। এই পদ্ধতি দ্বারা উত্পাদিত TEG ডিভাইসটি পর্যাপ্ত আউটপুট শক্তি তৈরি করতে বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন পরিস্থিতি অনুসারে স্ট্যাকিং স্তরগুলিকে সামঞ্জস্য করতে পারে এবং এর প্রযোজ্যতার বিস্তৃত পরিসর রয়েছে।

যদি উচ্চ কার্যক্ষমতা সম্পন্ন তাপবিদ্যুৎ সামগ্রী এবং উচ্চতর অপারেটিং তাপমাত্রা সহ থার্মোইলেকট্রিক মডিউল ব্যবহার করা হয়, তাহলে TEG ডিভাইসটি অধিক তাপ স্থানান্তর সহ্য করতে সক্ষম হবে, যার ফলে উচ্চতর আউটপুট শক্তি এবং শক্তি ঘনত্ব অর্জন করা সম্ভব হবে।