Yazımızda termoelektrik tanımına, hakkında bilinmesi gereken temel bilgilere yer veriyoruz. İşte termoelektrik etkiye ilişkin detaylar…
Elektrik enerjisi günümüzde büyük çoğunluğu doğalgaz, kömür gibi fosil yakıtların kullanıldığı termik santrallerde üretilir. Öte yandan yenilenebilir enerjinin kullanım oranının günden güne artmakta olduğu bilinmektedir. Tanım olarak termoelektrik, ısı enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürülmesi veyahut tam tersine elektrik enerjisinin ısı enerjisine dönüştürülmesidir. Söz konusu dönüşümler Peltier Etkisi ve Seeback Etkisi olarak iki farklı türe ayrılmaktadır.
Metal malzemeler iyi iletken olduklarından sergilemiş oldukları elektron hareketi suyun geniş bir boru içerisinden rahatlıkla akmasına imkan tanımaktadır. Termoelektrik malzemenin bir bölümünü ısıtmak, uçtaki potansiyel enerjiyi artıracaktır ve böylece elektronlar sıcak uçtan soğuk uca doğru hareket edecektir. Bu hareket de elektrik akımının meydana gelmesine, gerilimin artmasına neden olacaktır. Böylece elektrik enerjisi üretilmiş olacaktır.
Alman fizikçi bilim insanı Thomas Johann Seebeck tarafından iki metalin uç kısımları birleştirilip bir kapalı devre ortaya çıkarılmıştır. Kapalı devreyi bir ucundan ısıttığı zaman orta bölümde yer alan pusula ibaresinin hareket etmekte olduğunu farkeden Seebeck, farklı sıcaklıklar nedeniyle ibrenin farklı oranda hareket ettiğini tespit etmiş ve sıcaklık farkından yararlanıp elektrik enerjisinin ortaya çıkarılabileceğini bulmuştur. Bu olayı bulan kişi Seebeck olduğundan olayın ismi Seebeck Etkisi olarak isimlendirilmiştir. Öte yandan daha sonra Fransız fizikçi bilim insanı Charles Peltier tarafından kapalı devre halinde olan iki farklı metalden elektrik akımı geçtiği zaman metallerin birinin ısınıp diğerinin ise soğuduğu gözlemlenerek ortaya çıkarıldı. Bu olaya da Peltier Etkisi ismi verildi.
Temoelektrik üretimi hususunda temel olarak yarı iletkenlerden yararlanılmaktadır. Yarı iletkenler pozitif veya negatif yük olarak ikiye ayrılmakta olup, sıcak ile soğuk arasında bir denge kurulması gerektiğinden termoelektrik malzemelerdeki n-tipi ve p-tipi yarı iletkenlerin miktarlarının da dengeli olması esastır. Yarı iletken malzeme, soğuk ile sıcak yüzey arasında adeta bir köprü görevi görmekte, elektronların ve protonların iletimine yardımcı olmaktadır.
Termoelektriğin en çok kullanıldığı alanlardan biri uzay araçları olup, örneğin Satürn gezegeninde görev yapmakta olan Cassini sondası, enerjiyi termoelektrikten sağlamıştır. Cassini sondası, enerjisini üzerinde bulunan 3 adet termoelektrik modülden sağlar. Modüller 296 Watt güç üretir.
Günümüzde The PowerPot ismiyle satılan termoelektrik jeneratörleri bulunmakta olup, söz konusu jeneratör cihazları günlük hayat içerisinde az güç gerektirmekte olan uygulamalarda kullanılabilir. Hareket eden herhangi bir parçası bulunmayan jeneratörün yapısı bir tencereye benzemektedir ve basit bir yapısı vardır. İçerisine biraz su eklenip ısıtılır ve sıcaklık farkı oluştuğundan elektrik enerjisi üretmeye başlar. Bu enerji USB portu ve kablo aracılığıyla cihazlara iletilebilir. Aynı zamanda su yerine buz koyduğunuz zaman daha çok enerji üretebilirsiniz çünkü kar sudan daha soğuktur ve potansiyel enerji farkı da o yüzden artacaktır.
