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

مهندسی مکانیک و ارتعاشات

مقاله 5، دوره 6، شماره 4 - شماره پیاپی 21، اسفند 1394، صفحه 43-50   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی کامل

نویسندگان

محمد صائمیان¹؛ عبدالله خالصی دوست^{* 2}؛ نادر رهبر²

¹دانشجو

²استادیار، مرکز تحقیقات انرژی و توسعه پایدار، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران

چکیده

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.

کلیدواژه‌ها

دستگاه بازیافت انرژی؛ فناوری ترموالکتریک؛ هیتسینک حرارتی؛ اختلاف دما