TEG-elementtien käyttö avaruuden sovelluksissa
Tarkiainen, Rasmus (2025)
Kandidaatintutkielma
2025
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025040223052
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025040223052
Tiivistelmä
Tässä kandidaatintyössä tarkastellaan lämpösähköisten generaattoreiden käyttöä ja uusien käyttökohteiden tutkimuksia avaruuden sovelluksissa. Lisäksi käydään läpi lämpösähköisten generaattoreiden rakennetta, niihin käytettäviä materiaaleja sekä materiaalien ominaisuuksia, jotta voidaan ymmärtää, miksi ne sopivat käyttöön avaruudessa.
Työn tavoitteena on antaa lukijalle katsaus käytössä ja tutkimusvaiheessa oleviin lämpösähköisiin generaattoreihin pohjautuviin ratkaisuihin avaruuden sovelluksissa. Työssä käydään myös läpi perustietoa lämpösähköisten generaattorien toimintaan liittyvistä materiaaleista ja fysikaalisista ilmiöistä, jotta lukija ymmärtää, miksi ne ovat olleet ja ovat yhä otollinen vaihtoehto energiantuotantoon avaruudessa.
Työ perustuu kirjallisuuskatsaukseen jo käytetyistä ja tutkimusvaiheessa olevista lämpösähköisiä generaattoreita hyödyntävistä ratkaisuista. Lämpösähköiset generaattorit sopivat hyvin avaruuden sovelluksiin yksinkertaisuuden ja tekniikan luotettavuuden puolesta. Niiden suurin ongelma on alhainen hyötysuhde, jonka parantamista uusilla materiaaleilla tutkitaan. This bachelor’s thesis examines the current use and research into new applications of thermoelectric generators in space applications. In addition, the structure of thermoelectric generators, the materials used in them, and the properties of the materials are reviewed to understand why they are suitable for use in space.
The aim of the thesis is to provide the reader with an overview of the solutions based on thermoelectric generators in use and in the research phase in space applications. In the thesis the basics of materials and physical phenomena related to the operation of thermoelectric generators are also reviewed, so that the reader understands why they have been and still are a suitable choice for energy production in space.
The thesis is based on a literature review of solutions that have already been used and are in the research phase that utilize thermoelectric generators. Thermoelectric generators are well suited for space applications due to their simplicity and reliability. Their largest problem is their low efficiency, the improvement of which with new materials is being studied.
Työn tavoitteena on antaa lukijalle katsaus käytössä ja tutkimusvaiheessa oleviin lämpösähköisiin generaattoreihin pohjautuviin ratkaisuihin avaruuden sovelluksissa. Työssä käydään myös läpi perustietoa lämpösähköisten generaattorien toimintaan liittyvistä materiaaleista ja fysikaalisista ilmiöistä, jotta lukija ymmärtää, miksi ne ovat olleet ja ovat yhä otollinen vaihtoehto energiantuotantoon avaruudessa.
Työ perustuu kirjallisuuskatsaukseen jo käytetyistä ja tutkimusvaiheessa olevista lämpösähköisiä generaattoreita hyödyntävistä ratkaisuista. Lämpösähköiset generaattorit sopivat hyvin avaruuden sovelluksiin yksinkertaisuuden ja tekniikan luotettavuuden puolesta. Niiden suurin ongelma on alhainen hyötysuhde, jonka parantamista uusilla materiaaleilla tutkitaan.
The aim of the thesis is to provide the reader with an overview of the solutions based on thermoelectric generators in use and in the research phase in space applications. In the thesis the basics of materials and physical phenomena related to the operation of thermoelectric generators are also reviewed, so that the reader understands why they have been and still are a suitable choice for energy production in space.
The thesis is based on a literature review of solutions that have already been used and are in the research phase that utilize thermoelectric generators. Thermoelectric generators are well suited for space applications due to their simplicity and reliability. Their largest problem is their low efficiency, the improvement of which with new materials is being studied.