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Parametric study and design optimization of a thermoelectric generator system for waste heat recovery

热电发电机 参数统计 热电效应 余热回收装置 发电机(电路理论) 余热 核工程 环境科学 材料科学 废物管理 工艺工程 机械工程 工程类 热交换器 热力学 数学 物理 功率(物理) 统计
作者
Ghada Ben Abdallah,Sonia Besbes,Habib Ben Aïssia,Jean Jacques
出处
期刊:Numerical Heat Transfer Part A-applications [Taylor & Francis]
卷期号:: 1-18
标识
DOI:10.1080/10407782.2024.2326959
摘要

This article proposes a transient simulation based on Comsol software to investigate the behavior of a segmented thermoelectric device (S-TEG) exposed to a pulsed heat flux. It is found that thermoelectric generators (TEG) incorporating segmented materials have offered greater thermal and electrical performance. An increase in the electrical output power and efficiency of 60% and 40% were reached respectively. Furthermore, the effect of segmentation is most noticeable for short TE leg lengths and large cross-sectional areas. For the S-TEG with a leg length of 2 mm, there is a 104% increase in output power compared to the TEG with a leg length of 3 mm. The effect of asymmetric TE legs on the improvement of the performance of the segmented TEG was carried out. It was found that when a pulsed heat source is applied, the performance of S-TEGs are maximum when the N-leg area is lower than the P-leg area (AN/AP <1). Therefore, to attain the highest TEG performance, an asymmetric shape of AN < AP is required.
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