Utilização de dispositivos termoelétricos para geração de energia elétrica em nanosatélites

Abstract

O presente trabalho tem como proposta estudar a viabilidade em se utilizar geradores termoelétricos, para alimentar os subsistemas de um satélite. Não existem muitos estudos que tratam especificamente desse tema, no entanto, há um número considerável e crescente de trabalhos que tratam sobre o uso de dispositivos termoelétricos, em outras áreas. Pretende-se através desses trabalhos verificar os principais materiais utilizados na construção desses dispositivos e a influência deles na performance dos mesmos, assim como, estudar as equações desenvolvidas e experimentos já realizados que permitem avaliar o desempenho desses dispositivos para condições de operações prédeterminadas. Em suma, a partir de uma análise teórica sobre as características de desempenho de geradores termoelétricos, é determinada uma configuração de um conjunto de módulos termoelétricos para avaliar experimentalmente o desempenho de um gerador termoelétrico aplicado à nanosatélites. Como resultado obteve-se que é possível gerar uma média de 112,82 mW de energia elétricaa partir de um dispositivo termoelétrico aplicado a condições reais de temperatura de um nanosatélite em específico. Assim como apresenta-se condições de extrapolar a capacidade de geração de energia de um gerador termoelétrico aplicado à outros estados de temperatura.

The purpose of the present work is to study the viability of using thermoelectric generators to supply electrical power for the subsystems of a nanosatellite. There is not much work done in this specific field of study, however there are an increasing and considerable number of papers about the use of thermoelectric generators. With this work there is the intention of verifying the major materials used on construction of thermoelectric generators and how these materials affect the performance of these modules. In addition to that there is also the intention of studying the equations and experiments developed that make possible the evaluation of the performance of such devices to predetermined condition operations. In sum, from a theoretical analysis about the characteristics of performance of thermoelectric generators it is determined a configuration of a set of thermoelectric modules to experimentally evaluate the performance of a thermoelectric generator. As a result it is shown that the thermoelectric device which is applied to real temperature conditions of a specific nanosatellite may generate an average of 112,82 mW of electrical power. Additionally, it is presented conditions to deduce the energy generation capability of a thermoelectric generator applied to other temperature conditions.