تولید ولتاژ الکتریکی از پوست بدن انسان با استفاده از مدول های ترموالکتریک

محورهای موضوعی : انرژی های نو

محمد صائمیان ¹ (دانشجو)
عبدالله خالصی دوست ² (استادیار، مرکز تحقیقات انرژی و توسعه پایدار، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران)
نادر رهبر ³ (استادیار، مرکز تحقیقات انرژی و توسعه پایدار، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران)

تاریخ دریافت : 1394/10/06 تاریخ پذیرش : 1394/12/04 تاریخ انتشار : 1394/12/01

کلید واژه: دستگاه بازیافت انرژی, فناوری ترموالکتریک, هیتسینک حرارتی, اختلاف دما,

چکیده مقاله :

امروزه روش‌های گوناگونی برای حفظ منابع انرژی و بهینه‌سازی مصرف حامل‌های انرژی در صنایع وجود دارد و بازیافت انرژی به‌عنوان یکی از اصلی‌ترین عوامل برای شکل گیری و پیشرفت جوامع صنعتی شناخته شده است. با توجه به کاهش رشد سوخت‌های فسیلی، افزایش قیمت روزافزون آن‌ها، نیاز جوامع به انرژی، پدیده ترموالکتریک رونق گرفته و در بازیافت حرارت اتلافی در قسمت‌های مختلف از جمله بدن انسان قابل استفاده می‌باشد. بخش‌های مختلفی از بدن دارای درجه حرارت‌های متفاوت می‌باشند، یک میانگین که عمدتا در مورد دمای اصلی بدن پذیرفته شده حدود 5/37 درجه سانتی‌گراد است، اما دمای میانگین پوست بدن حدود 32 درجه سانتی‌گراد می‌باشد. از آن جایی که درجه حرارت پوست بدن نسبت به دمای محیط دارای اختلاف دما می‌باشد، از انرژی حرارتی موجود در پوست بدن می‌توان برای تولید توان الکتریکی با استفاده از دستگاه بازیافت حرارتی استفاده نمود. تولید توان الکتریکی در شرایطی است که دمای بین سطح پوست بدن و محیط از اختلاف کمی برخوردار می‌باشد، اما از طریق بهینه سازی هیتسینک دستگاه بازیافت می‌توان ولتاژ خروجی را بهبود بخشید. از مزایای فناوری ترموالکتریک می‌توان به پاک و بی‌صدا بودن، عدم وجود قطعات مکانیکی، تعمیر ساده، وزن کم و عمر بالا که نزدیک به صد هزار ساعت می‌باشد، اشاره نمود. هدف از این تحقیق بررسی و امکان سنجی استفاده از مدول های ترموالکتریک برای تولید قدرت از حرارت خروجی پوست انسان می‌باشد. نتایج حاصل از مدل‌سازی نشان می‌دهند که هرچه اختلاف دمای دو سر ترموالکتریک بیشتر شود توان الکتریکی افزایش خواهد یافت.

چکیده انگلیسی:

The various methods for energy conservation and energy efficiency in industry, and renewable energy as one of the main factors for the formation and development of industrial societies known. Due to the reduction of fossil fuels, their growing need for communities to energy price increases, the phenomenon of thermoelectric waste heat recovery and recycling in various parts of the human body can be used. Different parts of the body have different temperature, an average temperature of the body is mainly about 37.5 ° C is accepted, but an average temperature of about 32° C is the skin. Since the temperature of the skin over the ambient temperature is the temperature difference, the thermal energy contained in the skin can be used to generate electric power using heat recovery can be used. Electric power generation in the absence of the temperature difference between the body and the environment is poor, but through optimization heat sink recycling device can be improved output voltage The advantages of thermoelectric technology can be clean and quiet, the lack of mechanical parts, simple maintenance, low weight and long life that is nearly 100 thousand hours mentioned. The aim of this study was to investigate the feasibility of thermoelectric modules to produce power from heat output is human skin. The results of the modeling show that the temperature difference across the thermoelectric more electrical power will increase.