Buzdolabınızı düşünün; arkasında gürültülü bir motor (kompresör) ve içinde dolaşan gazlar vardır. Peki size, sadece elektrik vererek, hiçbir gaz veya motor kullanmadan, tamamen sessizce buz gibi soğuk (veya yakıcı sıcak) elde edebileceğiniz bir teknoloji olduğunu söylesek? İşte karşınızda Peltier Elemanları.
Genellikle araç tipi mini buzdolaplarında veya ekstrem bilgisayar soğutma sistemlerinde karşımıza çıkan bu beyaz seramik plakalar, termodinamiğin en ilginç oyuncularından biridir.
Peltier elemanı (teknik adıyla Termoelektrik Soğutucu veya TEC), üzerinden elektrik akımı geçtiğinde bir yüzeyi soğurken diğer yüzeyi ısınan yarı iletken bir devre elemanıdır. Genellikle iki ince seramik plaka arasına sıkıştırılmış yüzlerce küçük yarı iletken (P ve N tipi) küpten oluşur.
En yaygın bilinen modeli TEC1-12706'dır. Bu kod, modülün boyutlarını ve güç kapasitesini belirtir.
Peltier etkisi, 1834 yılında Jean Charles Athanase Peltier tarafından keşfedilmiştir. Mantığı basittir:
Elemana DC (doğru akım) voltajı uyguladığınızda, elektronlar bir yüzeyden diğerine doğru hareket ederken yanlarında "ısı enerjisini" de taşırlar.
Soğuk Taraf: Isının emildiği yüzeydir. Burası ortamdan ısı çeker ve soğur.
Sıcak Taraf: Isının atıldığı yüzeydir. Soğuk taraftan çekilen ısı buraya transfer edilir ve dışarı atılır.
Önemli Not: Eğer akımın yönünü (kabloları) ters çevirirseniz, sıcak ve soğuk yüzeyler anında yer değiştirir. Bu sayede aynı cihaz hem ısıtıcı hem soğutucu olarak kullanılabilir.
"Madem bu kadar harika, neden evdeki klimalarımız veya buzdolaplarımız Peltier ile çalışmıyor?" sorusu en kritik noktadır.
Peltier elemanlarının enerji verimliliği, kompresörlü sistemlere göre düşüktür. Çok fazla elektrik harcayarak, nispeten az bir soğutma sağlarlar. Büyük alanları soğutmak için kullanmak elektrik faturasını kabartır.
Peltier'in soğuk tarafının soğuması için, sıcak tarafındaki ısının mutlaka atılması gerekir. Eğer sıcak tarafı iyi soğutmazsanız (büyük bir alüminyum blok ve fan ile), ısı geri teper ve eleman saniyeler içinde yanar.
Verimlilik sorununa rağmen, kompakt ve sessiz olması gereken yerlerde rakipsizdir:
Araç İçi Mini Buzdolapları: Gazlı sistemlerin sığamayacağı kadar küçük alanlarda.
CPU ve Elektronik Soğutma: İşlemcileri oda sıcaklığının altına düşürmek isteyen "overclock" tutkunları için.
Laboratuvar Cihazları: PCR cihazları gibi hassas sıcaklık kontrolü gereken (anında ısıtıp soğutma) tıbbi aletlerde.
Nem Alma Cihazları: Soğuk yüzeyde havadaki nemi yoğuşturarak suyu toplamak için.
Kampçı Ekipmanları: Taşınabilir, hafif soğutucular için.
Bir Peltier modülü ile proje yapacaksanız (örneğin ev yapımı mini klima), şunlara dikkat etmelisiniz:
Asla Soğutucusuz Çalıştırmayın: Sıcak tarafına bir soğutucu blok (heatsink) takmadan elektriğe bağlarsanız, modül 5 saniye içinde bozulur.
Termal Macun Kullanın: Seramik yüzey ile metal soğutucu arasına mutlaka termal macun sürün.
Güç Kaynağı: Bu elemanlar yüksek akım çeker (Örneğin TEC1-12706 modeli 12 voltta yaklaşık 4-6 amper çeker). Güçlü bir adaptöre ihtiyacınız vardır.
Peltier elemanları, katı hal (solid-state) fiziğinin harika bir armağanıdır. Hareketli parçasız, sessiz ve bakımsız soğutma sağlarlar. Evinizi soğutmak için verimsiz olsalar da, piknik çantanızdaki kolayı soğuk tutmak veya işlemcinizi dondurmak için teknolojinin en pratik çözümüdür.
