I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   8 ,   No .   4 A u g u s t   201 8 ,   p p .   2 5 4 9 ~ 2 5 5 6   I SS N:  2088 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 8 i 4 . p p 2 5 4 9 - 2556           2549       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   Initia l Develo p m e nt  o a n   El ectr i ca l P o w er G enerato r  by  u sing   Ther m o el ectr i G enerato r,  Foca l L ens a nd Un derg ro und  H ea Diss ipa tion Sy ste m       Sy ed  Z a ina l A bi din   Sy ed  K a m a ru l B a hrin,  Sa ba rina   J a a f a r   De p a rtme n o f   El e c tri c a P o w e En g in e e rin g ,   Un iv e rsiti   T e n a g a   Na sio n a l,   M a lay si a       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   2 2 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   Ma y   2 0 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Ma y   2 8 ,   2 0 1 8     El e c tri c a e n e rg y   is  i m p o rtan in   v a rio u d e v e lo p m e n ts  to   e n su re   g lo b a l   sta b il it y .   Ho w e v e r,   m o st  e le c tri c a e n e rg y   so u rc e a re   n o n - re n e w a b le  a n d   th e se   so u rc e a re   e x p e c ted   to   b e   d e p lete d   in   t h e   n e a f u tu re .   In   o rd e to   so lv e   th is  p r o b lem ,   re se a rc h   o n   re n e w a b le  e n e rg y   so u rc e a re   in ten sif ied   a n d   th e rm o e lec tri c   g e n e r a to (T EG is  o n e   o f   th e   p o ten ti a s o lu ti o n s.   T EG   c a n   g e n e ra te  e le c tri c it y   i f   th e   th e re   is  a   te m p e ra tu re   d iff e re n c e   b e twe e n   th e   h o t   e n d   a n d   c o l d   e n d   o f   it p late   a n d   it   is  w id e l y   u se d   in   v a rio u a p p li c a ti o n s,  ra n g in g   f ro m   h ig h   te m p e ra tu re   o f   a   ste a m   g e n e ra to u n ti t o   t h e   lo w e st   tem p e r a tu re   o f   a   h u m a n   b o d y .   Th e   in it ial  d e v e lo p m e n o f   th is  w o rk   f o c u se s   o n   th e   e lec tri c a p o w e g e n e ra to d e sig n   b y   u sin g   f o c a len t o   f o c u su n li g h t,   a   f o r m   o f   re n e wa b le  e n e rg y ,   o n   th e   T E h o e n d   a n d   a lso   u n d e rg ro u n d   h e a d issip a ti o n   sy ste m   o n   th e   c o ld   e n d   to   c re a te  tem p e ra tu re   d iff e r e n c e .   T h e   in it ial  re su lt sh o w e d   th a th e   a m o u n o f   p o w e p ro d u c e d   b y   th e   s y ste m   is   q u it e   sm a ll   b u re a so n a b le  d u e   t o   th e   ty p e   o f   T E G u se d .   Ho w e v e r,   th e   h e a d issip a ti o n   sy ste m   sh o w e d   a   p ro m isin g   d e v e lo p m e n d u e   to   it n on - d e p e n d e n c y   o n   e x tern a e n e rg y   to   e x p e h e a f ro m   th e   c o ld   sid e .   K ey w o r d :   C o n v ex   le n s   Fre s n el  le n s   So lar   co n ce n tr ato r   T h er m o elec tr ic  g e n er ato r   Un d er g r o u n d   co o lin g   Co p y rig h ©   2 0 1 8   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   S y ed   Z a in al  A b id i n   S y ed   Ka m ar u l B ah r in   Dep ar t m en t o f   E lectr ical  P o w er   E n g i n ee r in g ,   Un i v er s iti T en ag Na s io n al ,   J alan   I KR A M - UNI T E N,   4 3 0 0 0   Kaj an g ,   Selan g o r ,   Ma la y s ia .   E m ail:  S Z ai n al @ u n i ten . ed u . m y       1.   I NT RO D UCT I O N     1 . 1 .   O v er v ie w   E lectr ical  en er g y   is   es s en tial  in   en s u r i n g   p r o g r ess i v d ev el o p m e n an d   s u s tain ab il it y   o f   in d u s tr ies,   r esid en ce s   a n d   m an y   m o r e.   T h er ar t w o   t y p es o f   e n er g y   a v ailab le  to   p r o d u ce   elec tr icit y ;   n o n - r en e w ab le  a n d   r en e w ab le  en er g y .   No n - r en e wab le  en er g y   is   e x p ec ted   to   b d ep leted   in   ti m an d   it  is   t y p i ca ll y   o b tain ed   f r o m   u n d er n ea th   t h ea r th   s u ch   a s   co al,   n atu r al  g a s   an d   f o s s il  f u el  [ 1 ] .   Me an w h ile,   r en e w ab le  en er g y   i s   o b tain ed   f r o m   t h s u n   o r   astro n o m ical  m o v e m e n ts   s u c h   as  s o lar ,   w in d   an d   w ater   [ 2 ] .   C u r r e n tl y ,   7 8 . 8   p er ce n o f   w o r ld   elec tr icit y   g en er atio n s   ar f r o m   n o n - r e n e w ab le  en er g y   a n d   o n l y   2 1 . 2   p er ce n ar f r o m   r en e w ab le  en er g y   [ 3 ] .   Sin ce   lar g p er ce n ta g o f   elec tr icit y   g en er at io n s   ar f r o m   n o n - r en e w ab le  e n er g y ,   th e   w o r ld   m i g h f ac e   d is astro u s   e n er g y   cr i s is   i n   th n ea r   f u t u r e.   T h is   cr is is   ca n   ca u s g lo b al  p an ic  an d   u n r est  if   it  is   n o s ettled   p r o p er ly   an d   i n   ti m e l y   m a n n er .   T h er ef o r e,   f u t u r elec tr icit y   g en er atio n s   m u s t   f o c u s   o n   r en e w ab le  e n er g y   to   s u s tai n   g lo b al  en er g y   d e m an d s   an d   th er m o e lectr ic  g e n er ato r   ( T E G)   is   o n o f   th s o l u tio n s .     1 . 2 .   T E G   f un da m ent a l c o ncept   T E is   s o lid   s tate   d ev ice   th at   co n v er ts   h ea t   o r   an y   f o r m   o f   ele m en t s   t h at   h a v t e m p er atu r e   d if f er e n ce s   in to   elec tr ical  e n er g y   b ased   o n   t h Seeb ec k   e f f e ct  [ 4 ] .   T E is   s i m ilar   to   o th er   t y p o f   h e at - b ased   g en er ato r s   s u c h   a s   s tea m   t u r b in an d   g a s   t u r b in g e n er ato r s   in   ter m   o f   f u n ctio n alit y ,   b u t h is   co n v er ter   i s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   4 A u g u s t   201 8   :   2 5 4 9     2 5 5 6   2550   m o r co m p ac a n d   h a s   n o   m o v in g   p ar ts .   Ho w ev er ,   T E is   less   ef f ic ien [ 5 ] ,   ev en   w i th   t h latest  f i n d i n g   a n d   r esear ch   [ 6 ] ,   [ 7 ] .   T h is   is   m ai n l y   d u e   to   its   h ig h   o u tp u t   r esis ta n ce ,   w h ic h   i s   co m m o n   ch ar ac ter is t ic  o f   a   s en s o r   r ath er   th an   g en er ato r .   I n   1 8 2 1 ,   T h o m a s   J o h an n   Seeb ec k   d is co v er ed   t h at  t h er m al   g r ad ien f o r m ed   b et w ee n   t w o   d is s i m ilar   co n d u cto r s   ca n   p r o d u ce   el ec tr i cit y   [ 8 ] .   T h te m p er at u r g r ad ien t i n   co n d u cti n g   m a ter ial  r esu lt s   i n   h ea t   f lo w ,   w h ic h   s u b s eq u e n tl y   ca u s es   d if f u s io n   o f   c h ar g ca r r ier s .   T h f lo w   o f   c h ar g ca r r ier s   b et w ee n   t h h o a n d   co ld   r eg io n s   in   t u r n   cr ea te s   v o lta g d i f f er e n ce .   T h is   is   t h p r i n cip al  o p er atio n   o f   T E an d   it  ca n   b s ee n   t h at   elec tr ical  p o w er   ca n   o n l y   b p r o d u ce d   if   th er is   tem p er at u r d if f er e n f r o m   ea c h   s id o r   p late  o f   th T E G .   T h b asic c o n s tr u ctio n   a n d   w o r k in g   p r in cip le  o f   T E is   s h o w n   in   F ig u r 1 .           Fig u r 1 .   B asic   T E c o n s tr u ct io n   an d   o p er atio n       1 . 3 .   T E G   i m p le m e nta t io ns   a nd   t ec hn o lo g ies    T E Gs  ar e   g en er all y   u s ed   in   p o w er   p lan ts   to   co n v er w as te  h ea in t o   ad d itio n al  elec tr ical  p o w er   [ 9 an d   also   i n   a u to m o b ile s   [ 1 0 ] - [ 1 2 ] .   T h latest  d e v elo p m e n ts   o f   T E Gs  h a v al s o   allo w ed   th is   p ar ticu lar   d e v ic e   to   u tili ze   h u m a n   b o d y   h ea t   to   p o w er   u p   s m all  d ev ices   [ 13 ]   an d   h ea f r o m   h ea s in k   f o r   elec tr o n ic s   a m p li f icatio n   [ 1 4 ] ,   [1 5 ]   . T E G s   ar also   u s ed   in   ta n d e m   w i th   s o lar   co n ce n tr ato r   [ 1 6 ] ,   [ 1 7 ]   s u ch   a s   f o ca len s e s   ( e. g .   co n v e x   le n s ,   b i - co n v e x   l en s ,   f r es n el  le n s ,   etc. )   a n d   m i r r o r s   to   co n ce n tr ate  h ea f r o m   s u n li g h to   t h h o en d   s id o f   t h T E Gs.  Sin ce   T E Gs  ca n   p r o d u ce   elec tr icit y   f r o m   s u n li g h t,  th u tili za tio n   o f   T E Gs  w it h   s o lar   co n ce n tr ato r   ca n   b ca teg o r ize d   as a   r en e w ab le  en er g y   s y s te m .     R eg ar d les s   o f   th te m p er atu r e 's  v al u at  th T E G' s   h o s id e,   elec tr icit y   ca n   o n l y   b p r o d u ce d   if   th er is   te m p er atu r d if f er en ce   b et w ee n   th h o an d   co ld   s id es.  T h co l d   s id e' s   te m p er at u r w il in cr ea s e   as  t h e   h o s id te m p er at u r i n cr ea s e s   at  a   g i v e n   lo ad .   T h er ef o r e,   t h co ld   s id h a s   to   e x p el  o r   d is s ip ate  t h h ea t   to   en s u r te m p er at u r d if f er en ce   b et w ee n   b o th   s id es.  T h h e at  is   u s u all y   ex p elled   o r   d is s i p ated   f r o m   th e   co ld   s id th r o u g h   h ea s i n k   w h ic h   is   later   co o led   o f f   b y   u s i n g   f a n s ,   w ater - co o led   r ad iato r ,   ice  o r   am b ie n t   te m p er atu r e.   E x ce p f o r   a m b ie n te m p er atu r e,   t h ese  co o li n g   m et h o d s   w ill  ca u s e   th T E o p er atio n   to   b les s   ef f icien b ec au s t h ese  m eth o d s   r eq u ir ex ter n al  p o w er   to   o p er ate  ( p a r asit i lo s s ) .   T h am b ien te m p er at u r is   also   n o ef f ec ti v i n   ex p elli n g   h ea co n s is te n tl y   as  p r ese n ted   in   [ 1 6 ] ,   w h ic h   w ill  s u b s eq u e n t l y   r ed u ce   th T E o u tp u t p o w er   d u to   lo w er   tem p er at u r d if f er en ce .   Si m i lar   to   s o lar   p h o to v o ltaic   t ec h n o lo g y ,   T E Gs  ca n   b ar r an g ed   i n   p ar allel  a n d   s er ies   to   i n cr ea s th e   o v er all  ter m i n al  v o ltag a n d   o u tp u p o w er .   T h er ef o r e,   m o s tech n o lo g ical  ad v a n ce m en in   p h o to v o lt aic  s u c h   as  b o o s tech n o lo g y   [ 1 8 ]   an d   m ax i m u m   p o w er   p o in tr ac k i n g   ( MP P T )   [ 1 9 ] ,   [ 2 0 ]   ar alr e ad y   ap p lied   i n   T E f o r   o p tim ized   p er f o r m an ce .     1 . 4 .   P ro j ec t   ini t ia l desig n a n d c o ncept   T h in itial  d ev elo p m en o f   t h i s   p r o j ec is   b ased   o n   s o lar   c o n ce n tr ato r ,   T E an d   u n d er g r o u n d   h ea t   d is s ip atio n   s y s te m   d esi g n   to   p r o d u ce   elec tr icit y .   T h is   p ar ticu lar   d esig n   is   ch o s e n   b ec au s th en er g y   is   b ased   o n   r en e w ab le  e n er g y   s o u r ce   th at  i s   r ea d il y   a v ailab le  ( s u n li g h t)   a n d   t h u n d er g r o u n d   r el ativ el y   co n s tan t   te m p er atu r [ 2 1 ] ,   [ 2 2 ]   th at  r eq u ir e   n o   ex ter n al  p o w er   f o r   c o o lin g .   T h co n ce p o f   co n ce n tr ated   s u n l ig h t,  T E an d   u n d er g r o u n d   co o lin g   s y s te m   is   e x p ec ted   to   p r o d u ce   m o r elec tr ica p o w er   d u to   th ab s e n ce   o f   p ar asit ic  lo s s   in   t h co o lin g   s y s te m   a n d   th h i g h   te m p er atu r e   d if f er e n ce   b et w ee n   t h T E h o t a n d   co ld   s id es.   Fo r   th in i tial  p r o j ec ex p er i m en tatio n ,   t h T E Gs  ar ar r a n g ed   i n   an   ar r a y   a n d   m e tal  s h ee is   la id   u p o n   t h h o s id ( to p   s id e)   o f   th T E Gs.  T h co ld   s id ( b o tt o m   s id e)   o f   t h T E Gs  ar co n n ec ted   to   h ea s in k   an d   b u r ied   u n d er n ea t h   d a m p ed   s o il.  Fre s n el  len s   is   lo ca ted   ab o v th m etal   s h ee an d   th e   d is ta n ce   i s   d eter m in ed   b y   th s ize  a n d   t y p o f   f r e s n el  len s   t h at  w ill   b u s ed .   A n   ex a m p le  o f   a   T E G,   m e tal  s h ee t,  h ea s i n k   an d   f o ca l le n s   ( f r es n el  le n s )   ar r an g e m e n t is s h o w n   in   F ig u r 2 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       I n itia l D ev elo p men t o a n   E lec tr ica l P o w er Ge n era to r   …  ( S ye d   Za in a l A b i d in   S ye d   K a ma r u l B a h r in )   2551       Fig u r 2 .   I n itial d esi g n   o f   t h s o lar - to - elec tr ical  p o w er   g e n er ato r       W ith   an   ap p r o p r iate  d is tan ce ,   th f o ca p o in o f   t h le n s   w i ll   ca u s t h h ea f r o m   s u n li g h t o   in cr ea s th te m p er at u r o f   t h m eta s h ee an d   also   t h to p   s id o f   t h T E Gs.  T h len s   w ill  also   c au s t h m e tal  s h ee to   b h ea ted   all  th ti m r eg ar d less   o f   t h s u n 's  p o s itio n .   Sin ce   th b o tto m   s id o f   t h T E Gs  ar co n n ec ted   to   th h ea s i n k   an d   d a m p ed   s o il,  th te m p er atu r is   ex p e cted   to   b e   lo w er   o r   co o ler .   T h d if f er e n ce   in   te m p er atu r e   o f   th to p   an d   b o tto m   s id w ill  g e n er ate  v o lta g an d   o u tp u p o w er   if   lo ad   i s   co n n ec ted   to   th e   ter m i n als  o f   th T E Gs  ar r a y .   T h lar g er   is   th te m p er atu r e   d if f er e n ce ,   th m o r p o w er   t h T E Gs  ar r ay   ca n   p r o d u ce .       2.   RE S E ARCH   M E T H O D   2 . 1 .   Sche m a t ic  dia g ra m   T h s ch e m atic  d ia g r a m   o f   t h e   T E Gs  ar r ay   i s   s h o w n   i n   Fi g u r 3 .   T h er ar eig h T E Gs  co n n ec ted   i n   p ar allel  to   th r esi s ti v lo ad   with   ea c h   T E p o s itiv ter m i n a l c o n n ec t s   to   d io d e.   T h p ar a llel c o n n ec tio n   ca n   r ed u ce   th o u tp u r esi s ta n ce   t o   p r o d u ce   m o r cu r r en an d   t h d io d ca n   p r ev en cu r r en b ac k   f lo w   w h e n   t h v o ltag g en er ated   b y   ea c h   o f   t h T E is   n o t th s a m d u to   n o n - u n i f o r m   h ea t d is tr ib u t io n   o f   th m etal  s h ee t.           Fig u r 3 .   Sch e m atic  d iag r a m   o f   th T E Gs ar r ay .   T h T E Gs ar p lace d   in   b et w ee n   t h alu m i n iu m   s h ee t a n d   h ea t si n k       2 . 2 .   I nitia p ro t o t y pe   T h in itial  p r o to t y p e,   w h ich   i s   s h o w n   i n   Fig u r 4 ,   w as  b u il b ased   o n   th e   d esi g n   co n s id e r atio n s   o f   th m a x i m u m   T E r atin g s .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   4 A u g u s t   201 8   :   2 5 4 9     2 5 5 6   2552       ( a)       ( b )         ( c)     Fig u r 4 .   ( a)   T h o v er all  p r o to t y p s et u p   u s ed   f o r   ex p er i m en tatio n s   a n d   ( b T h teg s   ar r a y   w h er t h ( c T eg s   ar p lace d   in   b et w ee n   t h alu m i n iu m   s h ee t   a n d   h ea t s in k         2 . 2 . 1 .   T E G   Fo r   th i n itial  d e v elo p m en t,  t h t y p o f   T E th at  w as   u s e d   f o r   th ex p er i m e n tatio n s   is   b ased   o n   p eltier   ele m e n d u to   it s   lo w   co s [ 2 3 ] .   T h p er f o r m a n ce   a n d   o p er atin g   te m p er at u r p ar am eter s   o f   t h p eltier   ( SP 1 8 4 8 - 2 7 1 4 5 )   ar e   s h o w n   i n   T ab le  1   an d   T ab le  2   r e s p ec tiv el y .         T ab le  1 .   P er f o r m a n ce   P ar am e t er s .   T min   T max   S o l d e r   mel t i n g   p o i n t   C o mp r e ssi o n   st r e n g t h   - 2 7 ° C   1 5 0 ° C   1 3 8 ° C   1 M p a       T ab le  2 .   Op e r atin g   T e m p er atu r P ar am eter s .   ΔT   ( ° C )   O p e n   C i r c u i t   V o l t a g e   ( V )   S h o r t   C i r c u i t   C u r r e n t   ( mA )   20   0 . 9 7   2 2 5   40   1 . 8   3 6 8   60   2 . 4   4 6 9   80   3 . 6   5 5 8   1 0 0   4 . 8   6 6 9       2 . 2 . 2 .   F re s nel  l en s   Fre s n el  len s   w as  u s ed   b ec au s it  ca n   f o cu s   li g h b etter   t h a n   o th er   t y p e s   o f   len s es,  n a m e l y   co n v e x   len s .   Fre s n el  len s   h a s   t h s a m p r o p e r ties   as th co n v e x   le n s   as a   co n v er g i n g   le n s   b u t b ec a u s o f   its   t h ic k n ess ,   f r es n el  len s   is   ab le  to   f o c u s   h ea b etter   b ec au s th le n s   i s   l ess   t h ick er .   T h is   i n d ir ec tl y   r e d u ce s   th r es is ta n ce   o f   th li g h t h at  p en etr ate s   th s u r f ac o f   t h len s ,   t h er eb y   r ed u cin g   r ef r ac tio n   o f   li g h to   o th er   p lace s   o th er   th an   t h f o ca p o in t.  Fo r   t h i n itial   d ev elo p m e n t,  L in ea r   Fre s n el   L en s   T So lar   O v e n   with   a   d i m e n s io n   o f   5 3 . 5 4   8 3 . 8 2   cm ,   6 6 . 0 4   -   8 3 . 8 2   cm   f o ca l le n g t h   an d   1 3 2 °C   m ax i m u m   te m p er at u r p r o d u ce d   w as  u s ed .     2 . 2 . 3 .   Dio de  a nd   re s is t iv lo a d   T h d io d e' s   m o d el  t h at  w as  u s ed   f o r   th i n it ial  d ev elo p m e n is   1 N5 8 2 2   b ec au s it  ca n   w it h s tan d   a   lar g r ev er s v o lta g w ith   l o w   v o lta g d r o p   ( 0 . 5 2 5   V) .   Me an w h i le,   th r ee   1 0   ,   1 0   W   r esis to r s   w er e   co n n ec ted   in   p ar allel  to   p r o d u ce   r esu ltan t r esis ta n ce   o f   3 . 3 3     f o r   th lo ad .     2 . 3 .   L o ca t io n a nd   da t a   co llect io n   T h ex p er i m en tatio n s   w er p er f o r m ed   at  a n   o p en   ar ea ,   as   s h o w n   i n   F ig u r 4 ,   to   o b tain   o p ti m u m   s u n li g h t d u r in g   t h d a y .   T h ese   ex p er i m e n tatio n s   w er ca r r ied   o u t f o r   s ev e n   h o u r s   s tar ti n g   f r o m   1 0   a. m .   u n til 5   p . m .   f o r   th r ee   d i f f er e n d a y s   t o   en s u r co n s i s ten c y ,   w i th   d a ta  tak e n   i n   an   in ter v al  ti m o f   o n h o u r .   D u r in g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       I n itia l D ev elo p men t o a n   E lec tr ica l P o w er Ge n era to r   …  ( S ye d   Za in a l A b i d in   S ye d   K a ma r u l B a h r in )   2553   ex p er i m e n tatio n s ,   t h f r es n el   len s ' s   an g le  w as  r ep o s itio n e d   in   ac co r d in g   to   th e   s u n ' s   p o s itio n   to   ac h ie v e   o p tim u m   s u n li g h t c o n ce n tr atio n .           Fig u r 5 .   T h 3 - d ay   ex p er i m e n tatio n s   w er p er f o r m ed   at  th e   s p ec if ied   lo ca tio n   ( d o tted   cir cle)   w h er th lo ca tio n   w a s   ex p o s ed   to   d ir ec t su n li g h t i n   t he   ( a)   Mo r n in g ,   ( b )   No o n   a n d   ( c)   A f ter n o o n       Fo u r   d ata  w er tak e n   f o r   th 3 - d ay   e x p er i m e n tatio n s v o ltag ac r o s s   th lo ad   ( V L O AD ) ,   cu r r en t   f lo w i n g   t h r o u g h   t h lo ad   ( I L OA D ) ,   te m p er at u r at  th alu m i n u m   s h ee o r   th h o s id te m p er atu r ( T HOT )   an d   te m p er atu r at  t h h ea t s in k   o r   th co ld   s id te m p er atu r ( T C OL D ).       3.   RE SU L T S AN AN AL Y SI S     E x p er i m e n tatio n   r es u lt s   tak e n   f o r   Da y   1 ,   Day   2   an d   Day   3   ar s h o w n   i n   T ab le  3 ,   T ab le  4   an d     T ab le  5   r esp ec tiv el y .     T ab le  3 .   R esu lt f o r   Da y   1   T i me   V L O A D   (V)   I L O A D   ( A )   P L O A D   ( W )   T H O T   ( ° C )   T CO L D   ( ° C )   ΔT   ( ° C )   1 0 0 0   0 . 2 0   0 . 2 3   0 . 0 5   38   28   10   1 1 0 0   0 . 7 6   1 . 3 1   1 . 0 0   55   30   25   1 2 0 0   3 . 0 6   2 . 7 4   8 . 3 8   1 0 3   33   70   1 3 0 0   3 . 8 0   3 . 8 4   1 4 . 5 9   1 2 8   33   95   1 4 0 0   3 . 7 8   3 . 0 6   1 1 . 5 7   1 1 1   31   80   1 5 0 0   1 . 9 6   2 . 0 6   4 . 0 4   73   32   41   1 6 0 0   1 . 1 4   1 . 0 9   1 . 2 4   50   30   20   1 7 0 0   0 . 2 0   0 . 1 4   0 . 0 3   38   30   8       T ab le  4 .   R esu lt f o r   Da y   2   T i me   V L O A D   (V)   I L O A D   ( A )   P L O A D   ( W )   T H O T   ( ° C )   T CO L D   ( ° C )   ΔT   ( ° C )   1 0 0 0   0 . 5 2   0 . 6 8   0 . 3 5   43   28   15   1 1 0 0   1 . 2 4   1 . 5 8   1 . 9 6   60   30   30   1 2 0 0   3 . 1 0   2 . 9 6   9 . 1 8   1 0 7   33   74   1 3 0 0   1 . 4 8   1 . 8 5   2 . 7 4   66   31   35   1 4 0 0   3 . 2 0   2 . 7 8   8 . 9 0   1 0 3   32   71   1 5 0 0   1 . 2 4   1 . 6 7   2 . 0 7   64   32   32   1 6 0 0   1 . 0 0   1 . 3 2   1 . 3 2   55   30   25   1 7 0 0   0 . 0 4   0 . 1 2   0 . 0 0   36   31   5       T ab le  5 .   R esu lt f o r   Da y   3   T i me   V L O A D   (V)   I L O A D   ( A )   P L O A D   ( W )   T H O T   ( ° C )   T CO L D   ( ° C )   ΔT   ( ° C )   1 0 0 0   0 . 2 0   0 . 2 3   0 . 0 5   38   28   10   1 1 0 0   0 . 7 6   1 . 0 9   0 . 8 3   50   30   20   1 2 0 0   3 . 1 6   2 . 7 4   8 . 6 6   1 0 3   33   70   1 3 0 0   3 . 8 8   3 . 2 6   1 2 . 6 5   1 6 6   31   1 3 5   1 4 0 0   3 . 7 8   3 . 2 3   1 2 . 2 1   1 1 5   32   83   1 5 0 0   1 . 9 6   2 . 1 2   4 . 1 6   77   32   45   1 6 0 0   1 . 1 4   1 . 4 6   1 . 6 6   58   30   28   1 7 0 0   0 . 2 0   0 . 3 4   0 . 0 7   41   31   10   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   4 A u g u s t   201 8   :   2 5 4 9     2 5 5 6   2554   3 . 1 .   T e m pera t ure  diff er ence /g ra dient  a nd   lo a d po w er   T h ch an g es   i n   lo ad   p o w er   a n d   te m p er at u r d i f f er en ce   o f   th T E Gs  ar r a y   f r o m   1 0   a. m .   u n til   5 . 0 0   p . m .   f o r   Da y   1 ,   Da y   2   an d   Da y   3   ar illu s tr ated   i n   Fi g u r 6   an d   Fig u r 7   r esp ec tiv el y .               Fig u r 6 .   P o w er   p r o d u ce d   at  th l o ad   f o r   Da y   1 ,   Da y   2   a n d   Da y   3     Fig u r 7 .   T em p er atu r d if f er en ce   b et w ee n   t h teg s   ar r ay   h o t a n d   co ld   s id es f o r   D a y   1 ,     Da y   2   a n d   Da y   3       I t c an   b s ee n   t h at  t h a m o u n t   o f   p o w er   p r o d u ce d   at  th e   lo ad   an d   t h te m p er atu r d i f f er en ce   b et w ee n   th h o an d   co ld   s id es  h a v e   s i m ilar   p atter n ,   e x ce p f o r   Da y   2   d u to   clo u d   s h ad in g   ( ap p r o x im ate l y   3 0   m i n u te s ) .   T h p atter n   in d icate s   t h at  t h v al u i n cr ea s es   f r o m   m o r n i n g   u n t il  ea r l y   a f ter n o o n   ( m a x i m u m )   a n d   later   d ec r ea s es  as  ti m ap p r o ac h es  ev e n i n g   h o u r s .   T h is   ch ar ac ter is tic  i s   s i m ilar   to   a   s o lar   p h o to v o ltaic  b ec au s m a x i m u m   s o lar   r ad iatio n   o cc u r s   at  n o o n .   I ca n   also   b s ee n   th at  t h p o w er   p r o d u ce d   at  th lo ad   in cr ea s es  a s   th te m p er at u r d if f er e n c e   b et w ee n   th h o an d   co ld   s id es'   in cr ea s e s .   T h is   d ata  is   i n   co h er en w it h   t h b asic  p r in ci p le  o f   T E ( h ig h er   te m p er atu r d i f f er e n ce   p r o d u ce s   m o r p o w er ) .   Ho w e v er ,   th m ax i m u m   te m p er at u r d if f er en ce   o n   Da y   3   ( 1 3 5 °C )   is   h ig h er   t h an   Da y   2   ( 9 5 °C )   an d   y et  p r o d u ce s   les s er   a m o u n o f   p o w er   ( 1 2 . 6 5   W   as  co m p ar ed   to   1 4 . 5 9   W ) .   T h is   m ig h b d u to   s o m lo o s en   w ir i n g   s o ld er   o r   d eter i o r atin g   T E m o d u les   as  th te m p er atu r e   h as e x ce ed ed   th m a x i m u m   p e r f o r m an ce   p ar a m e ter s .         3 . 2 .   Co ld a nd   ho t   s ide t e m pera t u re   T h ch an g es  in   te m p er at u r a th h o a n d   co ld   s id f r o m   1 0   a. m .   u n til   5 . 0 0   p . m .   f o r   Da y   1 ,   Da y   2   an d   Da y   3   is   v is u alis ed   i n   Fi g u r 8 .           Fig u r 8 .   T em p er atu r at  th H o t a n d   Co ld   S id o f   th T E Gs  A r r a y   f o r   Da y   1 ,   Da y   2   an d   Da y   3       T h h o s id te m p er atu r e ' s   p at ter n   is   s i m ilar   to   Fig u r 6   an d   Fig u r 7   d u to   th s a m r ea s o n .   Ho w e v er ,   th co ld   s id e ' s   te m p er atu r d id n ' v ar y   th a m u c h   ( ar o u n d   5 °C )   b ec au s th h e at  tr an s f er r ed   to   th e   co ld   s id an d   h ea t   s i n k   w as   d is s ip ated   ef f ec ti v el y   to   t h u n d er g r o u n d   s o il.  T h u n d er g r o u n d   s o il  ca n   b co n s id er ed   as a   lar g h ea t a b s o r b in g   r eser v o ir .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       I n itia l D ev elo p men t o a n   E lec tr ica l P o w er Ge n era to r   …  ( S ye d   Za in a l A b i d in   S ye d   K a ma r u l B a h r in )   2555   4.   CO NCLU SI O N   B ased   o n   th d is cu s s io n s   an d   an al y s is ,   it  ca n   b co n clu d e d   th at  th d ev elo p m e n o f   an   elec tr ical  p o w er   g en er ato r   b y   u s i n g   T E G,   f o ca len s   a n d   u n d er g r o u n d   h ea d is s ip atio n   s y s te m   h as   g o o d   p o ten tial  f o r   f u r t h er   s t u d ies  an d   d ev elo p m e n ts .   E v e n   t h o u g h   t h a m o u n o f   p o w er   p r o d u ce d   b y   th s y s t e m   is   q u i te  lo w   b u t   r ea s o n ab le  d u to   th p elt ier   t y p d es ig n   ( n o s u itab le  f o r   h i g h   te m p er at u r e) ,   th co o lin g   s y s te m   ca n   m ain tain   al m o s t   co n s t a n te m p er atu r e   w it h o u u s in g   a n y   e x ter n al   p o w er .   F u t u r d ev elo p m e n t   ca n   r ep lace   t h p eltier   t y p w ith   t h n o n   p elteir   t y p ( k n o w n   a s   T E G)   to   p r o d u ce   m o r elec tr ical  p o w er .       ACK NO WL E D G E M E NT   I   w o u ld   li k to   th a n k   U n i v e r s iti  T en ag a   Nas io n al  f o r   f u n d in g   t h i s   p r o j ec u n d er   t h e   UNI T E I n ter n al  R esear ch   Gr a n A p p li ca tio n   2016   ( UNI I G) .       RE F E R E NC E S   [1 ]   R.   Ra g a in a n d   A .   Zi c h ich i,   In ter n a ti o n a S e m in a o n   Nu c lea W a a n d   P lan e tary   E m e rg e n c ies ,   3 4 th   se ss io n .   Ne Je rse y W o rld   S c ien ti f ic,  2 0 0 6 .   [2 ]   B.     S ø re n se n ,   Re n e w a b le en e rg y .   Bu rli n g to n ,   M A A c a d e m ic P re ss ,   2 0 1 1 .   [3 ]   In tern a ti o n a E n e rg y   Ag e n c y ,   " S tatisti c s o n   e lec tri c a in f o rm a ti o n " ,   2 0 1 5 .   [4 ]   M .     M o g h a d d a s,  A n   e x p e ri m e n tal  a n d   t h e o re ti c a a n a ly sis o f   a   th e rm o e le c tri c   g e n e ra to r.   1 9 8 6 .   [5 ]   A d ro ja,  M Nik u n j;   B. M e h ta,  P ro f   S h ru ti S h a h ,   M P ra ti k ,   " Re v ie w   o f   th e r m o e lec tri c it y   to   im p ro v e   e n e r g y   q u a li ty " ,   2 0 1 5 .   [6 ]   G iz m a g . c o m ,   ' W o rld ’s  m o st  e ff icie n th e r m o e lec tri c   m a t e rial  d e v e lo p e d ' ,   2 0 1 5 .   [ O n li n e ] .   A v a il a b le:  h tt p : // ww w . g iz m a g . c o m / m o st - e fficie n t - th e rm o e lec tri c - m a teri a l/ 2 4 2 1 0 /.   [ A c c e ss e d 0 2 -   De c -   2 0 1 5 ] .   [7 ]   A .   A n g e li n e   A ,   J.  a n d   L .   G o d s o n   A sirv a th a m ,   " P e rf o rm a n c e   A n a l y sis  o f   (Bi2 T e 3 - P b T e Hy b rid   T h e r m o e lec tri c   G e n e r a to r" ,   In ter n a t io n a J o u rn a l   o P o we r E lec tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste ms   ( IJ PE DS ) ,   v o l.   8 ,   n o .   2 ,   p .   9 1 7 ,   2 0 1 7 .   [8 ]   S e e b e c k ,   T .   J. ,   T h e r m o e lec tri c   g e n e ra to r.   1 8 2 5 .   [9 ]   S tec a n e ll a ,   P . A . J.;  F a ria,  M . A . A . Do m in g u e s,  E. G . G o m e s,  P . H.G . Ca li x to ,   W . P . A lv e s,   A . J.,   " El e tri c it y   g e n e ra ti o n   u sin g   th e rm o e lec tri c   g e n e ra to -   T E G , "   in   En v iro n me n a n d   E lec trica En g in e e rin g   ( EE E IC),   2 0 1 5   IEE E   1 5 t h   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n p p .   2 1 0 4 - 2 1 0 8 ,   1 0 - 1 3   Ju n e   2 0 1 5 .   [1 0 ]   Oe tri n g e r,   K.;   Ko b e r,   M . A lt st e d d e ,   M . K.,   " Up g ra d i n g   h y b rid - v e h icle w it h   a   T h e r m o e lec tri c   G e n e r a to r , "   in   Eco lo g ica Veh icle a n d   Ren e wa b le  En e rg ies   ( EV ER ),   2 0 1 4   Nin th   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n pp.   1 - 5 ,     25 - 2 7   M a rc h   2 0 1 4 .   [1 1 ]   D.  Ba e k   e a l . ,   " Re c o n f ig u ra b le t h e r m o e lec tri c   g e n e ra to rs  f o v e h icle   ra d iato rs en e rg y   h a r v e stin g , "   2 0 1 7   IE EE /A CM   In ter n a t io n a S y mp o si u m o n   L o Po we r E lec tro n ics   a n d   De sig n   ( IS L PE D),   T a i p e i,   T a iw a n ,   2 0 1 7 ,   p p .   1 - 6.   [1 2 ]   N.  Ba a tar  a n d   S .   Kim ,   " A   T h e r m o e lec tri c   G e n e r a to Re p lac in g   Ra d iato f o In tern a Co m b u sti o n   E n g in e   V e h icle s" ,   T EL KOM NIKA  ( T e lec o mm u n ica t io n   C o mp u ti n g   E lec tro n ics   a n d   C o n tro l) ,   v o l .   9 ,   n o .   3 ,   p .   5 2 3 ,   2 0 1 1 .   [1 3 ]   L a Ch o o n   Ch u a n W a h id ,   H.;   Leo w   P e L in g ,   " c h a rg e   p u m p - b a se d   p o w e r   c o n d it i o n i n g   c ircu it   fo lo w   p o w e r e d   th e rm o e lec tri c   g e n e r a to (T EG ), "   in   Co n tro l   Co n fer e n c e   ( AS CC),   2 0 1 5   1 0 t h   Asi a n p p . 1 - 6 ,   M a y   3 1   2 0 1 5 - J u n e   3   2 0 1 5 .   [1 4 ]   Nio tak i,   K.;   Ge o rg iad is,   A . Co ll a d o ,   A . ,   " T h e r m a e n e rg y   h a r v e st in g   f o p o w e r   a m p li f i e rs,"   in   Ra d io   a n d   W ire les S y mp o si u m ( RW S ),   2 0 1 3   IEE E p p . 1 9 6 - 1 9 8 ,   2 0 - 2 3   Ja n .   2 0 1 3 .   [1 5 ]   L in e y k in ,   S . Ru c h a e v sk y ,   I. Ku p e rm a n ,   A . ,   " A n a l y sis  a n d   o p ti m i z a ti o n   o f   T EG - h e a tsin k   w a ste   e n e rg y   h a r v e stin g   s y ste m   f o lo w   te m p e ra t u re   g ra d ien ts , "   in   Po we El e c tro n ics   a n d   Ap p li c a ti o n ( EP E'1 4 - ECC Eu r o p e ),   2 0 1 4   1 6 th   Eu ro p e a n   C o n fer e n c e   o n p p . 1 - 1 0 ,   2 6 - 2 8   A u g .   2 0 1 4 .   [1 6 ]   Y.  Je y a sh re e ,   A .   V .   Ju li e a n d   A .   A .   Jo se p h ,   " Ex p e rim e n tal  a n a l y sis  o f   th e r m o e lec tri c   g e n e ra t o u si n g   so la r   e n e rg y , "   2 0 1 4   I n ter n a t io n a C o n f e re n c e   o n   S ma rt   S tr u c tu re s a n d   S y ste ms   ( ICS S S ) ,   C h e n n a i ,   2 0 1 4 ,   p p .   6 7 - 71.   [1 7 ]   A .   E.   Öz d e m ir,   Y.  y sa l,   T .   A t a la y   a n d   E.   Öz b a ş,  " Co n c e p tu a d e sig n   o f   so lar  a n d   se a   b a s e d   re n e w a b le  e n e r g y   p ro d u c ti o n   w it h   t h e rm o e lec tri c   g e n e ra to r , 2 0 1 5   9 th   I n ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   E lec trica a n d   E lec tro n ic s   En g i n e e rin g   ( EL ECO),   Bu rs a ,   2 0 1 5 ,   p p .   4 0 3 - 4 0 5 .   [1 8 ]   F e n g   Ca o Ju n j u n   Z h a n g Ho n g fe W u Ha ib in g   Hu Ya n   X i n g X u d o n g   M a ,   " A   d u a l - in p u B o o s t - Bu c k   c o n v e rter  w it h   c o u p led   i n d u c to rs  f o T EG  a p p li c a ti o n s , "   in   E n e rg y   Co n v e rs io n   Co n g re ss   a n d   Exp o siti o n   ( ECCE ),   2 0 1 3   IEE E ,   p p . 2 0 2 0 - 2 0 2 5 ,   1 5 - 1 9   S e p t.   2 0 1 3 .   [1 9 ]   Ju n ,   Hu a n g P e n g ,   X u H o n g f e i,   W u Ya n ,   X in g ,   " A   d istri b u ted   M P P T   c o n tro f o a   h y b rid   c e n tralize d - d istri b u te d   T E G   p o w e g e n e ra ti o n   s y ste m , "   in   In d u stri a El e c tro n ics   a n d   Ap p li c a ti o n ( ICIEA ),   2 0 1 5   IEE E   1 0 th   C o n fer e n c e   on p p . 7 4 1 - 7 4 4 ,   1 5 - 1 7   J u n e   2 0 1 5 .   [2 0 ]   N.  D.  T rip ,   A .   Ş c h io p   a n d   A .   Bu r c a ,   " Co n sid e ra ti o n s   o n   th e   u se   o f   a   M P P T   c ircu it   f o a   t h e rm o e lec tri c   g e n e ra to r , "   2 0 1 7   1 4 th   I n ter n a ti o n a C o n fe re n c e   o n   En g i n e e rin g   o M o d e rn   El e c tric  S y ste ms   ( E M ES ),   Or a d e a ,   2 0 1 7   p p .   2 5 2 - 2 5 5 .   [2 1 ]   V .    e rm     ,    n d e rg ro u n d   tem p e ra tu re   a n d   i n f e rre d   c li m a ti c   te m p e ra tu re   o f   th e   p a st  m il len n iu m .   [ Ottaw a ] [ Na ti o n a Re se a rc h   Co u n c il ] ,   1 9 7 1 .   [2 2 ]   S .   S a m a d in a sa b ,   F .   Na m d a ri  a n d   M .   Ba k h sh ip o r,   " T h e   In f lu e n c e   o f   M o istu re   a n d   T e m p e ra tu re   o n   t h e   Be h a v io o S o il   Re sistiv it y   in   Earth i n g   De sig n   Us in g   F in it e   El e m e n M e th o d " ,   In d o n e sia n   J o u r n a l   o f   El e c trica E n g i n e e rin g   a n d   Co m p u ter   S c ie n c e ,   v o l.   2 ,   n o .   1 ,   p .   1 1 ,   2 0 1 6 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   4 A u g u s t   201 8   :   2 5 4 9     2 5 5 6   2556   [2 3 ]   M .   Ne sa ra jah   a n d   G .   F re y ,   " T h e rm o e le c tri c   p o w e g e n e ra ti o n P e lt ier  e le m e n v e rsu th e rm o e le c tri c   g e n e ra to r, "   IECON  2 0 1 6   -   4 2 n d   A n n u a l   Co n f e re n c e   o th e   IEE E   In d u stri a El e c tro n ics   S o c iety ,   F lo re n c e ,   2 0 1 6 ,   p p .   4 2 5 2 - 4 2 5 7 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       S y e d   Za in a A b id i n   S y e d   K a m a r u l   B a h r i n   wa b o rn   o n   Ja n u a ry   2 2 ,   1 9 8 4 .   He   o b tain e d   h is  Ba c h e l o o f   El e c tri c a a n d   E lec tro n ics   E n g in e e rin g   (2 0 0 6 a n d   M a ste o f   El e c tri c a En g in e e rin g   (2 0 1 2 a t   Un iv e rsiti   T e n a g a   Na sio n a l,   M a la y sia .   He   is  c u rre n tl y   d o in g   h is  P h in   En g in e e rin g   t h a f o c u se o n   ro b o ti c a Un iv e rsiti   T e n a g a   N a s io n a l ,   M a lay sia .   Hi to p ics   o re s e a rc h   in c lu d e   e d u c a ti o n ,   re n e w a b le  e n e rg y ,   ro b o ti c s,  sy ste m   a u to m a ti o n ,   e lec tr i c a m a c h in e r y   a n d   a u to m o ti v e .           S a b a r in a   J a a fa r   w a b o rn   o n   M a rc h   1 6 ,   1 9 7 8 .   S h e   o b tai n e d   h e Ba c h e lo o f   El e c tri c a P o w e (Ho n s.)   (2 0 0 1 a n d   M a ste in   El e c tri c a e n g in e e rin g   (2 0 0 9 a Un iv e rsiti   T e n a g a   Na sio n a l,   M a lay sia .   S h e   is   c u rre n tl y   w o rk in g   a Lec tu re in   El e c tri c a P o w e De p a rt m e n t,   a Un iv e rsiti   T e n a g a   Na sio n a l,   M a la y sia .   He to p ics   o f   re se a r c h   in c lu d e   e d u c a ti o n ,   re n e w a b le  e n e rg y ,   e lec tri c a m a c h in e r y ,   d riv e a n d   p o w e e lec tro n ics .                                                         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.