Peltier Nedir?

Peltier bir termoelektrik sistem olarak karşımıza çıkmaktadır. Termoelektrik sistem ise elektrik enerjisi ile ısı enerjisinin birbirleri arasındaki dönüşüm sağlayan sistemlere verilen addır. Termoelektrik olay Joule yasası, Peltier etkisi, Seebeck etkisi ve Thomson etkisi ile izah edilebilir. Bir termoelektrik modül N ve P tipi yarıiletkenlerden oluşan termoelement malzemelerden oluşmaktadır. Bu termoelement sistem elektriksel olarak seri, termal olarak paralel bağlanarak değişik amaçlar için değişik kapasitelerde termoelektrik modüller elde edilmesi sağlanır.

Peltier Nasıl Çalışır?

İki ucuna doğru akım verildiğinde N ve P tipindeki elemanlar elektronları bir uçtan diğerine doğru iterler ve bir yüzde ısınma diğer yüzde soğutma meydana getirirler. Böylece termoelektrik modül bir ısı pompası gibi çalışır. Ayrıca termoelektrik modülün iki yüzeyi arasında sıcaklık farkı oluşturulsa termoelektrik modül bir DC akım kaynağı gibi davranarak elektrik üretir. Peltier ise yapısı gereği gerilim uygulandığında bir yüzeyi ısınan diğer yüzeyi ise soğuyan bir elemandır.

Ayrıca Bakınız: Termokupl (Isıl Çift) Nedir? Ne İşe Yarar? Nasıl Çalışır?

Peltier Tarihçesi ve Yapısı

Yarı iletken üzerinde yapılan çalışmaların sonucunda bugün piyasada sıkça kullanılan peltier elemanı keşfedilmiştir. Peltierin bulunmasında ilk adımı 1823 yılında Estonya’lı bilim insanı Thomas Johann Seeback atmıştır. İki farklı metal kullanarak bir halka yapan Seeback oluşturduğu bu halkanın eklem yerlerini ısıttığında ortamdaki pusula iğnesinin saptığını gözlemlemiştir. Bu keşifle yarıiletkenlerin ısıya maruz kaldıklarında etraflarında bir manyetik alan meydana getirdikleri anlaşılmıştır.

Seeback’in bu gözleminden 12 yıl sonra 1835’te Fransız bilim insanı Thomas Johann yarıiletkenlerdeki ısı ve elektrik arasındaki ilişkinin çift taraflı bir ilişki olduğunu kanıtlamıştır. Buna göre yarıiletkenlerin uçlarına gerilim uygulandığında bir tarafın soğurken diğer taraf ısınmaktadır. Peltierin ortaya koyduğu bu çalışmadan sonra yarıiletkenlerin elektrik ısı ilişkisi termoelektrik alanında peltier etkisi olarak anılmış ve önemli bir yapı taşı olarak literatürdeki yerini almıştır.

Ayrıca Bakınız: LM35 Sıcaklık (Isı) Sensörü

Peltier Elemanı İç Yapısı

Peltier içersinde bulunan termoelektrik madde sayesinde bir yüzeydeki ısı diğer yüzeye aktarılmaktadır. Ayrıca peltier içerisinde bulunan P ve N tipi uçlar seri bağlı olarak yerleştirilmiştir. Gerilim uygulandıktan sonra elektronlar soğuk taraftan sıcak tarafa doğru hareket etmektedir. Elektronlar yardımıyla ısı soğuk taraftan sıcak tarafa taşınmış olur. Peltierin sıcak yüzeyi ne kadar çok ısınırsa soğuk yüzeyi de o kadar çok soğumaktadır.

Peltier Neden Bozulur?

Peltier bir tarafı soğurken bir tarafı ısınır. Eğer bir tarafı ısıtmak istediğinizde diğer tarafını düzgün bir şekilde soğutamazsanız birbiri arasında sıcaklık alışverişi olacaktır ve bu durumda peltier karşı bir elektrik üretimine gidecektir. Bu nedenle de peltier bozularak çalışmayacaktır. Ayrıca peltier içinde bulunan yarı iletken, çok kırılgan bir yapıdadır. Üstüne darbe alması durumunda bu yapı kırılarak, peltierin bir daha çalışmamasına neden olabilir.

Neden Tercih Edilir?

Termoelektrik soğutma sistemleri mekanik hareketli parçalarının olmaması, hafif ağırlıklı ve akışkan sıvı içermemesinden dolayı tercih edilmektedirler. Termoelektrik sistemlerin soğutucu gazları kullanan sistemlere kıyasla daha ekolojik olduğu ve bu sistem kompresör içermediğinden daha sessiz ve montaj kolaylığı sağlayacak şekilde kullanabileceği vurgulanmıştır. Ayrıca sitemizde dolaşarak çeşitli alanlarda yazdığımız teknik yazılarımızı, projelerimizi ve çeşitli teknoloji haberlerini okuyabilirsiniz. İyi okumalar dileriz.

Kaynak: Peltier ile hastalıklı eklemleri soğutma / Mehmet Gündüz-Ayhan Çelik