Порівняння надійності термоелектричних генераторних модулів з різними схемами сполучення термоелементів
Анотація
На основі немонотонно-дифузійного закону розподілу часу відмов запропоновано аналітичний вираз закону розподілу часу відмов окремого термоелемента, який докорінно відрізняється від традиційно використовуваного простого експоненціального закону зі сталою інтенсивністю відмов. Обчислено середнє напрацювання на відмову, 95%-й ресурс та еквівалентну інтенсивність відмов термоелектричних генераторних модулів з послідовно-паралельним та паралельно-послідовним сполученням термоелементів, та проведено їх порівняння з відповідними показниками модулів з суто послідовним електричним сполученням термоелементів.
Посилання
Semenyuk V. Effect of electrical contact resistance on the performance of cascade thermoelectric coolers. J. Electron. Mater., 2019, vol. 48, p. 1870-1876. https://doi.org/10.1007/s11664-018-6785-5
Gupta R.P. Practical contact resistance measurement method for bulk Bi2Te3-based thermoelectric devices. J. Electron. Mater., 2013, vol. 42, p. 1608-1612. https://doi.org/10.1007/s11664-013-2806-6
Sabo E.P. Technology of khalcogene thermoelements. Physical backgrounds. Section 3. Technology of connection of thermoelement legs. Continue. 3.5. Electrochemical metallization. Thermoelectricity, 2011, no. 1, p. 26-35.
Aswal D.K., Basu R., Singh A. Key issues in development of thermoelectric power generators: high figure-of-merit materials and their highly conducting interfaces with metallic interconnects, Energy Convers. Manag., 2016, vol. 114, p. 50-67. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2016.01.065
He R., Shierning С., Nielsch K. Thermoelectric devices: a review of devices, architectures and contact optimization. Adv. Mater. Technol., 2018, vol. 3, iss. 4, 1700256. https://doi.org/10.1002/admt.201700256
Gorskyi P.V., Razin'kov V.V. The impact of container geometry on the orientation and parallelism rate of the cleavage planes of the bismuth telluride single crystals. Thermoelectricity, 2018, no. 5, p. 22-32.
Karri N.K, Mo C. Reliable thermoelectric module design under opposing requirements from structural and thermoelectric considerations. Journal of Electronic Materials, 2018, vol. 47, pp. 3127-3135. https://doi.org/10.1007/s11664-017-5934-6
Yan Yi. Vertical self-defined thermoelectric legs for use in thin-film micro thermo electric generators (μ-TEG). Ph.D. diss., Department of Electrical Engineering, University of Michigan, 2019, 216 p.
Kim H. S., Wang T., Liu W., Ren Z. Engineering thermal conductivity for balancing between reliability and performance of bulk thermoelectric generators. Adv. Funct. Mater., 2016, vol. 26, pp. 3678-3686. https://doi.org/10.1002/adfm.201600128
Grishin V.I., Kotlov D.V. Method for manufacturing semiconductor legs for ther-moelectric module and thermoelectric module. Patent WO/2015/126272. (2015).
Kotyrlo G.K., Lobunets Yu.N. Raschet i konstruirovaniye termoelektricheskikh generatorov i teplovykh nasosov. Spravochnik [Calculation and design of thermoelectric generators and heat pumps. Handbook]. Kyiv, Naukova Dumka, 1980, 328 p. (Rus)
Lvovich Ya.Ye. Teoreticheskiye osnovy konstruirovaniya, tekhnologii i nadezhnosti REA [Theoretical foundations of design, technology and reliability of electronic equipment]. Moscow, Radio and communication, 1986, 192 p. (Rus)
Levin B.R. Elementy teorii nadezhnosti. Uchebnoye posobiye. Vypusk pervyy. [Elements of the theory of reliability. Tutorial. Iss. 1]. Moscow, Editorial and publishing department of VZEIS, 1969, 144 p. (Rus)
Anatychuk L.I., Luste O.J. Impact of degradation on the resource capabilities of thermoelectric materials. Thermoelectricity, 2017, no. 5, pp. 84-96.
Horskyi P. V. Particular aspects of determining reliability indicators of thermoelectric generator modules. Proceedings of the Int. Scient.-Pract. Conf. "Modern Information and Electronic Technologies", Ukraine, Odesa, 2022, pp. 38-39. (Ukr)
Gorskyi P. V. Particular aspects of determining reliability indicators of thermoelectric generator modules using experimental data. Tekhnologiya i Konstruirovanie v Elektronnoi Apparature, 2022, no. 1-3, pp. 50-56. http://dx.doi.org/10.15222/TKEA2022.1-3.50 (Ukr)
Авторське право (c) 2022 Петро Горський
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
