TEG-Tester
Messgeräte für thermoelektrische Generatoren und Peltier-Elemente
Beschreibung
Auf den Punkt gebracht
In den letzten Jahren entstand ein zunehmender Bedarf an Technologien für die Nutzung erneuerbarer Energien sowie an Optimierungsmöglichkeiten zur Möglichst effektiven Nutzung fossiler Ressourcen. Das physikalische Phänomen der Thermoelektrizität bietet dabei die Möglichkeit Wärmeenergie direkt in Elektrizität umzuwandeln und stellt somit eine Möglichkeit dar noch nicht genutzte Abwärme, beispielsweise aus Industrieprozessen, dem Abgassystem von Fahrzeugen aber auch Körperwärme, zu nutzen.
Der Linseis TEG Tester ist ein Messsystem zur Charakterisierung des Wirkungsgrads von thermoelektrischen Generatoren (TEGs) und Peltier Elementen unter variblen Bedingungen. Je nach verwendetem Modus, wird entweder ein Temperaturgradient oder ein externer Strom an dem Modul angelegt. Werden TEGs vermessen, so wird ein ein bekannter Wärmefluss (höchstgenau mittels Referenzblockmessung bestimmt) durch das TEG eingeprägt und die elektrische Ausgangsleistung kann mittles verschiedenster Methoden (CC, CV, FOC, MPPT, P&O) bestimmt werden.
Die erzeugte Spannung und der erzeugte Strom werden an verschiedenen Punkten in weniger als 10 ms abgetastet, um die I-V-Kurven zu erhalten oder den TEG unter dynamischer Last zu betreiben. Daher ist es möglich, den Wirkungsgrad zu berechnen und den maximalen Leistungspunkt unter Verwendung der Stör- und Beobachtungsmethode zu verfolgen.
Wird hingegen ein bekannter elektrischer Strom an das Modul angelegt, so kann die Kühlleistung bzw. der erzeugte Wärmefluss über die Meter Bars des TEG-Testers ermittelt werden.
Anwendungen:
- Leistungsprüfung von thermoelektrischen Modulen
- Bewertung der maximalen Energieerzeugungs- und Umwandlungseffizienz
- Langzeittests unter Last und Temperaturwechsel
Eigenschaften:
- Automatische mechanische Belastung mit Druckausgleich
- Verschiedene Betriebsarten (CC, CV, FOC, MPPT, P & O)
Messprinzip
Eine Probe wird zwischen einem heißen und einem kalten Messstab positioniert, wobei der heiße Messstab mit einer geregelten Heizstufe verbunden ist und der kalte Messstab mit einem thermostatisch geregelten, flüssigkeitsgekühlten Kühlkörper verbunden ist. Der Anpressdruck auf die Probe kann über einen integrierten elektrischen Aktor automatisch eingestellt werden (hinsichtlich Druckstabilität über Temperatur). Die Probenabmessung (Dicke) kann entweder manuell eingegeben oder mithilfe eines integrierten LVDT-Sensors gemessen (und gesteuert) werden.
Der Wärmefluss durch die Probe sowie die Temperaturen auf der heißen und der kalten Seite am oberen und unteren Ende des Moduls werden mithilfe mehrerer Temperatursensoren, die sich in einem bekannten Abstand innerhalb der einzelnen Messstäbe befinden, kontinuierlich überwacht. Die thermoelektrische Umwandlungseffizienz η des untersuchten TEG kann erhalten werden, indem die Wärmeleistung im Verhältnis zur erzeugten elektrischen Leistung eingestellt wird.
Wobei Pel die erzeugte elektrische Leistung in Watt ist und QTEG die Wärmeleistung, auch in Watt. Da die elektrische Leistung “V” mal “I” mit der von ihm angesteuerten Last variiert, kann die maximale Ausgangsleistung (Maximum Power Point) unter Verwendung eines variablen Lastwiderstands im Gerät bestimmt werden.
Schnittansicht des TEG-Testers
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Spezifikationen
Schwarz auf Weiß
| Model | TEG Tester |
|---|---|
| Probengröße: | Rund: ø 20 mm, 25 mm, 40 mm, 60 mm Rechteckig: 20 mm x 20 mm, 25 mm x 25 mm, 40 mm x 40 mm Andere Größen auf Anfrage |
| Probendicke: | bis zu 25 mm |
| Genauigkeit der Dicke: | +/- 0.10 % bei 50% Zugkraft +/- 0.25 % bei 100% Zugkraft |
| Temperaturbereich: | RT bis 300°C (auf der heißen Seite) / -20 °C bis zu 300 °C |
| Temperaturgenauigkeit: | 0.1°C |
| Bereich der Spannung: | 0 – 12 V (DC) |
| Genauigkeit der Spannung: | 0.3 % |
| Auflösung der Spannung: | 1.6 µV |
| Stromstärke: | 0-3 A (DC) |
| Aktuelle Genauigkeit: | 0.3 % |
| Aktuelle Auflösung: | 1 µA |
| Wärmeabgabe: | up to 36 W |
| Bewertung: | Heat Flow Durchschnittlicher Seebeck-Koeffizient Durchschnittliche Wärmeleitfähigkeit Durchschnittlicher Modulwiderstand Leistungsabgabe Umwandlungswirkungsgrad des Moduls |
| Referenzblockmaterial: | Aluminium, Messing, Kupfer (andere auf Anfrage) |
| Temperatursensoren: | Thermoelement Typ E |
| Spannkraft: | 2 kN bis 5 kN (elektrischer Antrieb) |
| Heizpower: | 1.0 kW |
| Intracooler | |
| Kühlkapazität: | 1.0 kW (10 °C) / 0.5 kW (-20 °C) |
| Kapazität der Pumpe: | 27 l/min / 0.7 bar |
| Kapazität des Tanks: | 3.8 l bis zu 7.5 l |
| Verwendetes Kältemittel: | R449 Flüssigkeit |
Detailansicht der Meter Bars
Thermoelektrisches Modul zwischen zwei Meter Bars.
Software
Smarte Lösungen für individuelle Nutzung
Die brandneue Rhodium Software verbessert Ihren Workflow erheblich, da die intuitive Datenverarbeitung nur minimale Parametereingaben erfordert. AutoEval bietet dem Benutzer eine wertvolle Orientierungshilfe bei der Bewertung von Standardprozessen wie der Bestimmung der thermischen Impedanz oder der Wärmeleitfähigkeit.
- Softwarepakete sind mit dem neuesten Windows-Betriebssystem kompatibel
- Menüeinträge einrichten
- Software-gesteuerte Heiz-, Kühl- oder Verweilzeitsegmente
- Bewertung der maximalen Energieerzeugungs- und Umwandlungseffizienz
- Langzeittests unter Last und Temperaturwechsel
- Software-gesteuerte Dickenbestimmung, Kraft- / Druckeinstellung
- Einfacher Datenexport (Messprotokoll)
- Alle spezifischen Messparameter (Benutzer, Labor, Probe, Firma usw.)
- Optionale Passwort- und Benutzerebenen
- Mehrere Sprachversionen wie Englisch, Deutsch, Französisch, Spanisch, Chinesisch, Japanisch, Russisch usw. (vom Benutzer wählbar)
Applikationen
Applikation: Temperature dependent Maximum Power Point tracking of a TEG (MonTE)
Electrical characterization plots (V-I and P-I curves from open circuit VOC to short circuit ISC) of a standard Bi2Te3 thermoelectric module (monTE) for different temperature gradients from ΔT = 20K to 100K.
Applikation: Temperature dependent Maximum Power Point tracking of a TEG (QM-127-
1.4-6.0MS)
Electrical characterization plots (V-I and P-I curves from open circuit VOC to short circuit ISC) of a standard Bi2Te3 thermoelectric module (QM-127-1.4-6.0MS) for different temperature gradients from ΔT = 20K to 140K.
