Θερμοηλεκτρικά Υλικά

Ηλία, Χρήστος; Ilia, Christos

dc.contributor.author	Ηλία, Χρήστος	el
dc.contributor.author	Ilia, Christos	el
dc.date.accessioned	2018-07-05T06:51:22Z
dc.date.available	2018-07-05T06:51:22Z
dc.date.issued	2018-07-05
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/47202
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.8191
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Συστήματα Αυτοματισμού”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	θερμοηλετρκιά υλικά	el
dc.subject	Ημιαγωγοί	el
dc.subject	Peltier	en
dc.subject	Thomson	en
dc.subject	Seebeck	en
dc.title	Θερμοηλεκτρικά Υλικά	el
dc.contributor.department	ΔΠΜΣ «Συστήματα Αυτοματισμού»	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Ημιαγώγιμα υλικά	el
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-02-19
heal.abstract	Για την διεκπεραίωση της παρούσας διπλωματικής εργασίας έγινε ευρεία μελέτη των εφαρμογών και τρόπων κατασκευής των θερμοηλεκτρικών υλικών. Η υλοποίηση της διπλωματικής εργασίας πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια του Διατμηματικού προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών ‘Συστήματα Αυτοματισμού’ της Σχολής Μηχανολόγων Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Βασικός σκοπός της εργασίας είναι η κατανόηση της χρησιμότητας, των εφαρμογών αλλά και των πιθανών τρόπων περαιτέρω βιομηχανικής αξιοποίησης των θερμοηλεκτρικών υλικών, για την επίλυση συγχρόνων περιβαλλοντικών αλλά και κατασκευαστικών προβλημάτων. Επίσης, η μελέτη επιτάθηκε σε εφαρμογές των ημιαγωγών, προτείνονται καινοτομίες πρωτοποριακών ιδεών και τρόπους βελτιστοποίησης των ήδη υπάρχουσων κατασκευών. Σε πρώτο στάδιο, γίνεται μία γενική αναφορά στις φυσικές αρχές λειτουργίας των θερμοηλεκτρικών υλικών όπως περιγράφονται από τους Seebeck, Peltier και Thomson, που υπήρξαν πρωτοπόροι στην μελέτη των υλικών αυτών. Συγχρόνως παρουσιάζονται παραδείγματα για κάθε φυσική λειτουργία, έτσι ώστε να επιτευχθεί πιο βαθιά κατανόηση των φαινομένων, ενώ ταυτόχρονα περιγράφονται οι βασικές σχέσεις που αφορούν τα χαρακτηριστικά για τις περισσότερες θερμοηλεκτρικές. Ακολούθως μελετήθηκε και περιγραφικά η διαδικασία δημιουργίας καινοτόμων ημιαγωγών τύπου p και n καθώς και τρόποι βελτιστοποίησης των ήδη υπαρχόντων ημιαγωγών που είναι σήμερα σε ευρεία βιομηχανική χρήση. Αναλύονται περιληπτικά οι διαδικασίες δημιουργίας και παρουσιάζονται τα θερμοηλεκτρικά χαρακτηριστικά νέου τύπου ημιαγωγούς. Στη συνέχεια, μελετήθηκαν περιπτώσεις χρήσης θερμοηλεκτρικών υλικών ως θερμιδόμετρα για μέτρηση βιοχημικών αντιδράσεων σε μικροκλίμακα, καθώς και ένας αυτοτροφοδοτούμενος αισθητήρας για τη μέτρηση θερμοκρασίας σε περιοχές υψηλής διαβροτικότητας. Από άλλη οπτική γωνία εξετάζεται η περίπτωση χρήσης θερμοηλεκτρικών υλικών ως εργαλεία συγκράτησης αντικειμένων σε CNC – κοπή με τη μέθοδο Ιce-Clamping ,όπου ελέγχεται η δύναμη συγκράτησης του τεμαχίου μέσω παγωμένου υγρού. Ακόμη αναλύονται και συστήματα συνδυασμένης λειτουργίας θερμοηλεκτρικών υλικών με χρήση ηλιακής ενέργειας. Επίσης, εξετάζεται ο συντελεστής χρήσης θερμοηλεκτρικών υλικών μέσω φωτοβολταϊκών συστημάτων, ως πηγή ενέργειας γα την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Τέλος παρουσιάζονται καινοτόμες εφαρμογές θερμοηλεκτρικών γεννητριών που αφορούν εφαρμοσμένες γεννήτριες στο ανθρώπινο σώμα και εφαρμογή θερμοηλεκτρικών υλικών στο σωλήνα επαγωγής οχημάτων, για αξιοποίηση της δευτερεύουσας θερμικής ενέργειας που εκλύεται κατά την επαγωγή των αερίων καύσης. Για αυτό το λόγο αναφέρονται εναλλακτικές μέθοδοι αύξησης της διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ θερμής και ψυχρής πλευράς θερμοηλεκτρικών γεννητριών, ως ένα τρόπος για περαιτέρω αύξηση της απόδοσης των συστημάτων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.	el
heal.abstract	In order to carry out the present thesis, a broad study of the applications and methods for construction of thermoelectric materials was carried out. The implementation of the thesis was carried out by the Program of Postgraduate Studies entitled Automation Systems under the Department of Mechanical Engineering of the National Technical University of Athens. The main purpose of the thesis is to understand the purpose, applications and possible ways of further use at worldwide line production of the thermoelectric materials for solving environmental and constructional problems. Also at the study of thermoelectric semiconductor materials, presents recent ideas and the proposal of ways to optimize existing structures. To prologue the subject general reference was made to the operating principles of the thermoelectric effects that had been described by Seebeck, Peltier and Thomson. At the same time, existing examples are presented for each thermoelectric effect so as to achieve a deeper understanding of thermoelectric effects. Also the basic functions that describe the output power and decryption of variables that exist in this functions for most of the thermoelectric applications encountered. Α study of the materials witch the thermoelectric materials are created in a process of creation to innovative new materials for positive and negative semiconductor as well as ways of optimization of already existing semiconductors with amplified thermoelectric abilities, which are currently in wide industrial use was also studied. The creation processes of the materials is decried and the thermoelectric characteristics extracted by the test results for the new semiconductors are presented. Next cases of thermoelectric cells used as a calorimeter for biochemical reactions were studied, as well as a self-powered sensor for measuring temperature in areas with high level of corrosion. In a different point of view the use of thermoelectric materials as a tool for holding – named Ice-Clamping in CNC machines is also examined by applying extensive thermal control to adjust the force that is applied by the frozen liquid. Also systems of combined operation of thermoelectric and solar energy are analyzed. Including the use of photovoltaic thermoelectric cells to adjust the temperature and cases of the solar heating energy case which is used as a heat source to create a tempter deference so a thermoelectric generator can operate resulting in the generation of electrical energy. Coming to an end innovative applications of thermoelectric generators for applied generators in the human body and application of thermoelectric materials in the vehicle induction tube to exploit the secondary thermal energy emitted during the induction of the combustion gases where described. Finally, alternative methods of increasing the temperature difference between the hot and cold side of thermoelectric generators where mentioned as a way to further increase the efficiency of power generation systems	en
heal.advisorName	Μανωλάκος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Κουλοχέρης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Μακρόπουλος, Άγγελος	el
heal.committeeMemberName	Μανωλάκος, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	145 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true