Thermoelektrische Kühlung durch Peltierelemente

Copyright: Patrik Nadler

Im Jahre 1834 beobachtete der französische Physiker Peltier (1785-1845), dass
sich die Berührungsstellen von zwei verschiedenen Metallen, durch die ein
Gleichstrom fliesst, entweder erwärmen oder abkühlen, je nachdem, in welche
Richtung der Strom fließt. Vor allem die Abkühlung war zu dieser Zeit eine
bemerkenswerte Erscheinung, denn die Erzeugung von Wärme mit elektrischem
Strom war schon bekannt; die Kühlung hingegen nicht!
Lange Zeit galt das Werkstoff-Paar Wismut/Antimon als effektivste KühlKombination.
Die Kühlung war jedoch so gering, dass man den Peltier-Effekt
lange Zeit nicht technisch nutzen konnte, obwohl er eine sehr interessante
Entdeckung war.

Erst seit etwa 60 Jahren ist die Kühlung durch den Peltier-Effekt nutzbar, dank
geeigneter Halbleiterwerkstoffe, die einen besseren Kontakt zwischen den
Metallschichten ermöglichen.

Seit ungefähr 40 Jahren werden die Peltier-Elemente, wie diese
thermoelektrischen Elemente auch genannt werden, bestehend aus zwei
Halbleitern – von denen einer negativ und der andere positiv leitend ist -,
industriell kostengünstig hergestellt. Ein weiterer Kostenfaktor ist die komplette
Fertigung von Kühlboxen, Kühlschränken, Dosenkühlern, Kühltaschen usw. im
fernen Osten.

Die Vorteile der Thermoelektrik:

• Lageunabhängig
• Kompakte Bauweise
• Wahlweise Kühlen oder Heizen
• Günstiger Preis

Nachteile der Thermoelektrik:

• Sehr schlechter Wirkungsgrad
  (etwa 8-mal schlechter als ein Kompressor-Kühlsystem)
• Sehr hoher Energiebedarf für geringe Leistung
• Schlechter Isolationswert des Peltier-Elements beim Stillstand

Anwendung
Peltierkühlsysteme finden hauptsächlich im Bereich der preisgünstigen Kühlboxen für den gelegentlichen Freitzeiteinsatz Verwendung. Bei der Beladung mit vorgekühltem Kühlgut kann dieses im Fahrzeug beim Transport auf Temperatur gehalten werden. Ein wirkliches Abkühlen warmer Lebensmittel würde sehr lange dauern.