Skip to content Skip to navigation

Ne Kadar Fark O Kadar Bedava Işık

24/04/2015 - 20:12

Dünyadaki nüfus artışı ve gelişen teknoloji nedeniyle her geçen gün enerji ihtiyacımız artıyor. Termoelektrik malzemeler sıcaklık farkından yararlanılarak elektrik enerjisi elde edilmesine imkân veriyor. Geliştirdiğimiz proje sayesinde Muş gibi kışın hava sıcaklığının -40oC’ye kadar düştüğü soğuk yerlerde dışarısı ile kapalı ortamların içindeki sıcaklık farkından yararlanılarak elektrik enerjisi elde edilebilir.

Giriş

Termoelektrik ısı enerjisinin elektrik enerjisine, elektrik enerjisinin de ısı enerjisine dönüşümü olarak adlandırılır. Termoelektrik modüller Seebeck ve Peltier etkisinde çalışır. Isı farkı nedeniyle oluşan elektrik enerjisi Seebeck etkisi olarak tanımlanır. Termoelektrik modülün uçlarına elektrik uygulandığı zaman bir yüzey soğurken diğer yüzey ısınır. Bu etki ise Peltier olarak açıklanır. Termoelektrik modül elektriksel olarak seri bağlı, ısıl olarak paralel bağlı çok sayıda p-tipi ve n-tipi yarı iletken malzemelerin bileşiminden oluşur. Aşağıdaki şeklimizde termoelektrik modülümüzün yapısı görülüyor.

Termoelektrik modülün yapısında p-tipi ve n-tipi yarı iletken malzemeleri birbirine bağlayan bakır yüzeyler bulunur. Bakırın elektrik iletkenliği diğer iletken metallere kıyasla daha yüksektir. Termoelektrik modülün en dış katmanı ise seramiktir. Bu projede termoelektrik modülün tercih edilmesinin nedeni ısıl iletkenliğinin yüksek, elektrik iletkenliğinin zayıf olmasıdır.

Termoelektrik modüllerden elektrik enerjisi elde edilmesi, n-tipi yarı iletken malzemelerdeki serbestçe hareket edebilen elektronların ve p-tipi yarı iletken malzemelerdeki elektron eksikliği olan boşlukların hareketine dayanır. Termoelektrik jeneratör sistemlerinin yüzeyleri ısıtıldığında ya da soğutulduğunda elektronlar ısı kaynağından uzaklaşır. Elektronların bu hareketi elektrik akımının oluşmasına neden olur.

Termoelektrik modüller özellikle atık ısı enerjisinin açığa çıktığı sistemlerde (örneğin jeotermal kaynaklar, ev ve fabrikaların baca sistemleri, motorlu araçlar) bu enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülmesini sağlar. Ülkemizde özellikle Doğu Anadolu Bölgesi’nde, örneğin Muş’ta, kış aylarında -40oC'ye kadar düşen hava sıcaklıkları göz önünde bulundurulduğunda termoelektrik sistemler enerji elde edilmesinde kullanılabilir.

Amacı

Projemizin amacı başta bulunduğumuz il olmak üzere dünyanın çoğu yerinde günlük sıcaklık farkından (-40oC ile +30oC) yararlanarak enerji elde etmektir.

Yöntem

Projenin başlangıç aşamasında sıcaklık farkından elektrik elde edilmesi süreci hakkında literatür taraması yapıldı. Daha Muş Alparslan Üniversitesi’nden Dr. İlker Temizer ile görüşülerek termoelektrik malzemeler ilgili bilgi alındı. Ardından projenin çalışma planı yapıldı. İhtiyaç duyulan beher, termometre, LED ampul, yarı iletken levha, iletken kablolar gibi araç gereçler temin edildi ve çalışma düzeneği kuruldu. 

Sonuç ve Tartışma

Bu projede termoelektrik sistemlerin pratik bir deney düzeneğiyle hazırlanabileceğini gösterdik.

 

Sıcaklık farkından yararlanılarak enerji elde edilen termoelektrik modüller, evlerdeki kalorifer peteklerinin yakınına monte edilerek (modülün bir yüzeyi dış ortama dönük olacak şekilde) elektrik enerjisi elde edilebilir.

 

Bu projemizle Muş gibi soğuk yerlerdeki kışın hava sıcaklığının -40oC'ye kadar düştüğü soğuk yerlerde dışarısı ile kapalı ortamların içindeki sıcaklık farkından yararlanılarak elektrik enerjisi elde edilebileceğini ve ev, iş yeri gibi yerlerde kalorifer peteklerin benzeri araçlar (peteğin dış kısmı dışarıdaki -40oC’yi, peteğin içi evin içindeki +30oC’yi alacak) elde edilen elektrik enerjisi aydınlatma amaçlı kullanılabilir.

Kaynaklar

  • basvurular.meb.gov.tr/bubenimeserim/projebankasi.aspx
  • Erol, Y., “Termoelektrik Jeneratör” , Bilim ve Teknik dergisi, s. 92-93, Mart 2007.
  • Temizer, İ., ''Energy conversion of systems used thermoelectric technology'', 12th International Combustion Symposium.
  • http://www.biltek.tubitak.gov.tr/gelisim/elektronik/index.htm

Ekip Tanıtımı

Zeynep Er

İbrahim Koç

İlgili İçerikler

Fizik

Su, elektrik enerjisi kullanılmadan bulunduğu yerden daha yükseğe nasıl taşınabilir? Arşimet bu sorunu milattan önce üçüncü yüzyılda icat ettiği Arşimet vidası ile çözmüştü. Deneyler köşesinin bu etkinliğinde, Arşimet vidası tasarlayarak suyu yukarı taşımak amacıyla kullanılabilecek bir pompa yapıyoruz.

Fizik

Bilim Genç olarak ODTÜ Saçılmalı Demet Hattı ve İVME-R’de yürütülen çalışmalarla ilgili ODTÜ Fizik Bölümü Öğretim Üyesi ve İVME-R Müdürü Prof. Dr. Bilge Demirköz ile bir söyleşi gerçekleştirdik.

Fizik

Bundan yüzyıllar önce Dünya’nın kendi etrafında dönüp dönmediği, ayrıca Dünya’nın mı Güneş’in etrafında yoksa Güneş’in mi Dünya’nın etrafında dolandığı bilim insanları arasındaki en hararetli tartışma konularından biriydi. 

Fizik

Rice Üniversitesinde Prof. Dr. James M. Tour önderliğinde çalışmalar yapan bir grup araştırmacı, karbon içeren atıklardan grafen üretmeye imkân veren bir yöntem geliştirdi. Araştırma ile ilgili makale Nature’da yayımlandı.

Fizik

Gençleri bilim insanlarıyla bir masa etrafında buluşturan TÜBİTAK Bilim Genç Kafe 11 Şubat Uluslararası Bilimde Kadınlar ve Kız Çocukları Günü’nde Ankara, İstanbul ve Samsun’da düzenleniyor. Etkinliğin Ankara’daki konuğu 2019 yılı TÜBİTAK Teşvik Ödülü’nü kazanan Dr. Öğr. Üyesi Emine Ülkü Sarıtaş.

Fizik

Tasarla ve Yap köşesinin bu etkinliğinde maliyeti uygun malzemeler ile cisimlerin nasıl elektriklendiğini gösteren bir düzenek tasarlıyoruz.

Fizik

Işık nasıl yayılır? Dalgalar gibi mi yoksa madde parçacıkları gibi mi? Bu soru bir zamanlar bilim dünyasını ikiye bölmüştü. Deneyler köşesinin yeni etkinliğinde ışığın yapısını çift yarık deneyi ile inceliyoruz.

Fizik

Günümüzde güneş gözesi üretmek için yaygın olarak silisyum kullanılıyor. Ancak bu güneş gözeleri hem pahalıya mal oluyor hem de üretim süreçleri çok zahmetli. Yüksek verim elde etmek için silisyum atomlarının çok düzenli bir yapı oluşturması ve bu yapının içine toz ya da başka yabancı maddelerin karışmaması için üretimin tozsuz odalarda yapılması gerekiyor.

Fizik

İster dinleyelim, ister mırıldanalım, ister bir müzik aleti ya da herhangi bir nesne ile müzik yapalım, ister dans ederek eşlik edelim; müzik hayatımızda önemli bir yere sahip. Biz de ocak ayında objektiflerinizi müziğin hayatınızdaki yerine odaklamanızı istiyoruz. Fotoğraflarınızı Bilim Genç’te paylaşırken açıklama bölümüne #HayatımdakiMüzik etiketini eklemeyi unutmayın.

Fizik

Geride bıraktığımız yılda bilim ve teknoloji alanında birçok gelişmeye şahit olduk. 2019 yılında gerçekleşen önemli bilimsel ve teknolojik gelişmeleri sizin için derledik.