Fase 2 – Hus II

Neste trabalho, foram feitas as análises do comportamento da tensão e da potência elétrica de um dispositivo termoelétrico, quando submetido a variações de temperatura.

Estas análises foram feitas com a aplicação controladade diferentes combinações de formas de ondas de temperaturas nas faces do dispositivo capturando a sua resposta por um sistema de aquisição e controlde de dados em tempo real. Para os casos de análise de potência, foi utilzada uma carga resistiva de 5 Ω, escolhida a partira da regra da máxima transferência de potência.

A resposta do fenômeno, especificamente a geração de tensão e potênciano módulo termoelétricoestudo, foi avaliada até a diferença de temperatura que o dispositivo termoelétrico foi capaz de produzir, não expondo as suas limitações termoelétricas.

Dentre as condições as quais foi exposto o dispositivo sob análise, a maior diferença de temperatura atingida em suas faces foi de aproximadamente 70 ºC sem carga e quase 60 ºC com carga.A diferença de potencial nos terminais do dispositivos foi de 2,2 V e 1,1 V, respectivamente.Nos experimentos com aplicação de curvas de calor a diferença de temperatura que o sistema pôde controlar foi de 40 ºC, sendo este o limite usado para análise do comportamento. Para este valor de ∆T, a tensão obtida foi de 1,2 V.

Com relação à potência entregue à carga resistiva de 5 Ω inserida no sistema, pôde-se notar um comportamento exponencial, no gráfico Potência vs ∆T. Como as variações de temperaturas simultâneas nas duas fases a diferença de temperatura chegou a 40 ºC com potência entregue à carga de 95 mW. Já no

RESULTADOS E DISCUSSÕES 59

caso mais extremo, com um ∆T de 60 ºC, a potência foi de aproximadamente 242 mW.

Foi observado que quando se insere uma carga ao gerador termoelétrico acontece uma diminuição no valor de ∆T. Esta diminuição se distribui simetricamente em ambas as temperaturas, ou seja, o lado mais quente fica mais frio e o lado frio fica mais quente. Este fato reforça que é a diferença de temperatura a força motriz do gerador termoelétrico.

Foi observado que existe uma variação no coeficiente de Seebeck quando é deslocada a média das temperaturas para regiões diferentes, ou seja, de 0 – 20 ºC o coeficiente é diferente do de 10 – 30ºC, por exemplo, ambos com ∆T=20 ºC.

Por fim, diante dos valores de tensão e potência fornecidos pelo módulo termoelétrico analisado é possível afirmar que podem ser utilizados para alimentação de dispositivos de baixa potência, especialemnte sistemas de sensores sem fio.

CONCLUSÃO 61

6 CONCLUSÃO

Este trabalho residiu na proposta de caracterização de dispositivo termoelétrico como gerador de eletricidade, relacionando a temperatura em suas faces com a tensão e a potência produzidas.

Mediante os resultados obtidos, considera-se possível a utilização de dispositivo termoelétrico para geração de energia elétrica em diferentes escalas, utilizando-se de um eventual gradiente de temperatura.

A potência elétrica encontrada no experimento possui valor relevante se comparada a outros sistemas alternativos de geração de energia elétrica, como um sistema fotovoltáico, por exemplo.

É interessante observar que o devido à simplicidade do fenômeno da termoeletricidade, é possível acreditar na alimentação de sistemas embarcados de baixo consumo ou mesmo na geração/cogeração em sistemas de grande porte. Um dispositivo de 1600 mm² é capaz de produzir aproximadamente 100 mW com uma diferença de temperatura de 40 °C. Ao considerar outras formas de geração utilizando calor, como torre solar, por exemplo, quando analiza-se a capacidade de geração por metro quadrado, em termos proporcionais, a termoeletricidade poderia atingir valores ainda maiores.

Com estas informações surge a demanda de investimento em mais pesquisa nesta área, vislumbrando uma nova forma de geração de energia elétrica possivelmente mais sustentável.

TRABALHOS FUTUROS

CONCLUSÃO 62

 A escolha de outros dispositivos termoelétricos para compará-los como o que foi estudado neste trabalho;

 Estudar a associação de vários módulos termoelétricos para produção maior potência elétrica;

 Fazer a comparação da suacapacidade de geração com outras formas de geração de energia elétrica, que tenham o conceito de colheita de energia elétrica;

 Construir um protótipo de colheita de energia elétrica proveniente de fontes de calor, como sol, por exemplo, utilizando células termoelétricas;

 Testar a utilização da energia elétrica produzida por termoeletricidade em sistemas de baixa potência comerciais.

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ANEXO I

In document Nedre Langgate 43, Tønsberg (sider 20-42)