Penjana termoelektrik adalah peranti yang menukarkan tenaga haba yang berlebihan dan menukarkannya ke dalam bentuk tenaga yang boleh digunakan semula. Dalam kebanyakan kajian, penjana termoelektrik mempunyai kadar kecekapan penukaran tenaga yang rendah sekitar 5% hingga 8%. Penyejuk termoelektrik (TEC) digunakan sebagai penjana termoelektrik dalam projek ini. TEC boleh bertindak sebagai sumber voltan dengan mengesan perbezaan suhu di antara dua permukaan plat. Apabila perbezaan suhu di antara dua permukaan TEC meningkat, voltan yang dihasilkan akan meningkat juga. Beberapa eksperimen dijalankan untuk TEC untuk medapatkan kombinasi yang terbaik untuk membangunkan penjana termoelektrik yang sesuai untuk peralatan perubatan. Pengeluaran yang mencukupi dan kestabilan dari TECS adalah aspek yang paling penting untuk membangunkan penjana termoelektrik yang baik. Hasil eksperimen menunjukkan TECS dalam bentuk siri mampu untuk menuai tenaga yang lebih berbanding dengan bentuk selari. Dua lapisan TECS adalah perkiraan paling optimum untuk TECS kepada tenaga tuaian dari segi kestabilan. Didapati dua lapisan TECS ia mengesan perubahan suhu lebih cepat berbanding dengan 4 lapisan dan dapat mengekalkan perbezaan suhu dalam tempoh yang lebih lama berbanding dengan 1 lapisan TEC. Sumber haba dan sumber sejuk kedua-duanya adalah syarat penting bagi TEC untuk menuai lebih banyak tenaga. Untuk projek ini, sumber haba suhu adalah dari tubuh manusia yang biasanya 37 ºC. Jadi, peranan sumber sejuk menjadi lebih penting untuk membuat perbezaan suhu yang besar kerana sumber haba adalah terhad. Ais adalah pilihan terbaik sumber sejuk untuk TEC untuk menuai tenaga yang lebih besar. Ia mampu untuk mewujudkan perbezaan suhu yang besar bagi TECS apabila sumber haba adalah suhu badan manusia. Memandangkan penjana termoelektrik mempunyai voltan keluaran yang rendah iaitu hanya sekitar 1.00V hingga 2.00V, ia mungkin tidak mencukupi untuk memberi kuasa kepada peranti perubatan seperti pemantauan tahap glukosa yang memerlukan 4.00V input. Oleh itu penggalak voltan DC-DC diletak di output TEC untuk menaikkan voltan. Litar penlanjuk hanya memerlukan 1.00V voltan input dan 40mA dari TECS menjadi aktif. Ia meningkatkan voltan daripada 1.30V kepada 4.00V apabila ia diaktifkan. LED merupakan petunjuk dalam litar pelanjuk. Ia menyala apabila litar pelanjuk diaktifkan.
_______________________________________________________________________________________________________
Thermoelectric generator is a device which converts wasted excess heat energy and convert it into a reusable form of energy. In most of the literature, the thermoelectric generator has low energy conversion efficiency rate which is only 5% to 8%. Thermoelectric generator is a potential energy source since it is environmentally friendly and sustains a lower production cost. Thermoelectric Coolers (TEC) are used as a thermoelectric generator in this project. A TEC can act as a voltage source by detecting the temperature differences between two surfaces of the plates. When the temperature differences between the two surfaces of TEC increase, the voltage generated will be increased as well. Several experiments are conducted to the TEC to figure out the best combination to develop a thermoelectric generator which is suitable for medical devices. Sufficient output and stability from TECs are the most important aspect to develop a good thermoelectric generator. The experiment results show that connection of the TECs in series form is able to harvest the more energy compare to parallel form. For two layers TECs is most optimum arrangement for TECs to harvest energy in terms of stability. Two layers TECs detects temperature changes much quicker compare to 4 layers and able to maintain temperature difference in a longer period compare to 1 layer TECs. Heat source and cold source both are the important condition for TEC to harvest more energy. For this project, heat source is temperature from human body which is mostly 37 ºC. So, the role of cold source become more crucial to create large temperature difference since the heat source is limited. Ice is best choice of cold source for TEC to harvest greater energy compare to cold water and air. It is able to create the huge temperature difference for TECs when heat source is human body temperature. Since the thermoelectric generator has low output voltage which is only around 1.00V to 2.00V, it may not sufficient to power up medical devices such as glucose level monitor which needs 4.00V of input. Therefore a DC-DC voltage booster is attached to the output of TEC to boost up the voltage. The circuit booster only requires 1.00V of input voltage and 40mA of current from the TECs to be activated. It boosts up the voltage from 1.30V to 4.00V when it is activated. An LED is an indicator in the circuit booster. It lights up when the circuit booster is activated.
Thermoelectric generator for medical device / Liew Zhi Kang