dongu-vestnik04.ru
Вестник Донецкого университета. Серия 04. Технические науки
Vestnik of Donetsk University. Series 04. Technical Sciences
2663-4228
509
10.5281/zenodo.19201811
Articles
Статьи
Research Article
DETERMINATION AND COMPARISON OF IDENTIFICATION AND MODELING METHODS FOR A PELTIER ELEMENT BASED ON ITS TRANSIENT CHARACTERISTICS
ОПРЕДЕЛЕНИЕ И СРАВНЕНИЕ МЕТОДИК ИДЕНТИФИКАЦИИ И МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТА ПЕЛЬТЬЕ НА ОСНОВЕ ЕГО ПЕРЕХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
https://orcid.org/0000-0002-3827-6569
Lukianov
Aleksandr Dmitrievich
Лукьянов
Александр Дмитриевич
alexlukjanov1998@gmail.com
1
https://orcid.org/0000-0002-3556-7758
Donskoi
Danila IUrevich
Донской
Данила Юрьевич
dand22@bk.ru
2
ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет»
Don State Technical University
ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет»
Don State Technical University
1
NO1 (27.0)
№1 (27.0)
78
93
15
07
2026
Copyright ©; 2026, Вестник Донецкого университета. Серия 04. Технические науки
Copyright ©; 2026, Vestnik of Donetsk University. Series 04. Technical Sciences
2026
Вестник Донецкого университета. Серия 04. Технические науки
Vestnik of Donetsk University. Series 04. Technical Sciences
Эта статья распространяется на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0)
https://dongu-vestnik04.ru/index.php/vestnik04/article/view/509
This paper presents methods for identifying and modeling thermoelectric converters based on the Peltier effect. The methods consist of algorithms for mathematically evaluating the results of a number of physical experiments on a thermoelectric converter under various control conditions and known stationary environmental conditions. The application of the described techniques makes it possible to determine the physical parameters necessary for modeling and unique for each Peltier element. In the course of the work, the parameters of the TEC1-12706 Peltier element, which is popular on the market, were identified and the accuracy of mathematical modeling results based on the proposed approaches was analyzed.
В данной работе приведены методики идентификации и моделирования термоэлектрических преобразователей на основе эффекта Пельтье. Методики состоят из алгоритмов математической оценки базы результатов ряда физических экспериментов над термоэлектрическим преобразователем при различных управляющих воздействиях и известных стационарных условиях окружающей среды. Применение описанных методик позволяет определить необходимые для моделирования и уникальные для каждого элемента Пельтье физические параметры. В ходе работы были идентифицированы параметры популярного на рынке элемента Пельтье TEC1-12706 и приведен анализ точности результатов математического моделирования на базе предложенных подходов.
Peltier element, approximation, LSM, parametric optimization
элемент Пельтье, аппроксимация, МНК, параметрическая оптимизация
[Полный текст статьи отсутствует в исходных данных. Необходимо добавить текст из PDF или другого источника.]
Список литературы
[
1. Performance Analysis of Multistage Thermoelectric Cooler with Water-Cooled / Y. Sun [et al.] // Journal of Physics: Conference Series. – 2023. – Vol. 2442. – P. 012028. – DOI 10.1088/1742-6596/2442/1/012028.
]
[
2. Peltier Device: Electrothermal cooler or thermoelectric generator [Электронный ресурс]. – URL: https://www.mathworks.com/help/sps/ref/peltierdevice.html (дата обращения: 25.10.2025).
]
[
3. Performance analysis of a thermoelectric cooler with a corrugated architecture / O. Owoyele [et al.] // Applied Energy. – 2015. – Vol. 147. – DOI 10.1016/j.apenergy.2015.01.132.
]
[
4. Abdulghani, Z. R. A novel experimental case study on optimization of Peltier air cooler using Taguchi method / Z. R. Abdulghani // Results in Engineering. – 2022. – Vol. 16. – P. 100627. – DOI 10.1016/j.rineng.2022.100627.
]
[
5. Giant Deformation Induced Staggered-Layer Structure Promoting the Thermoelectric and Mechanical Performance in n-Type Bi2(Te, Se)3 / F. Zhang [et al.] // Small. – 2024. – DOI 10.1002/smll.202401070.
]
[
6. Design and preparation of high-performance bulk thermoelectric materials / H. S. Lee [et al.] // Journal of the Korean Ceramic Society. – 2017. – Vol. 54, № 2. – P. 105-115. – DOI 10.4191/kcers.2017.54.2.10.
]
[
7. Interfacial reactions in thermoelectric modules / M. Zou [et al.] // Materials Research Letters. – 2018. – Vol. 6, № 3. – P. 143-150. – DOI 10.1080/21663831.2018.1436092.
]
[
8. Creep behavior and post-creep thermoelectric performance of the n-type Skutterudite alloy Yb0.3Co4Sb12 / M. Malki [et al.] // Journal of Materiomics. – 2020. – Vol. 7. – DOI 10.1016/j.jmat.2020.07.012.
]
[
9. Half-Heusler thermoelectrics: Advances from materials fundamental to device engineering / W. Li [et al.] // Joule. – 2024. – Vol. 8, № 5. – P. 1274–1311. – DOI 10.1016/j.joule.2024.03.016.
]
[
10. Thermoelectric materials for space explorations / D. Palaporn [et al.] // Materials Advances. – 2024. – Vol. 5, № 13. – P. 5351-5364. – DOI 10.1039/D4MA00309H.
]
[
11. A comprehensive review of Thermoelectric Generators: Technologies and common applications / N. Jaziri [et al.] // Energy Reports. – 2020. – Vol. 6. – P. 264–287. – DOI 10.1016/j.egyr.2019.12.011.
]
[
12. Experimental study on the performance of Peltier TEC12706 as a cooling and heating media / S. Sujono [et al.] // Jurnal Polimesin. – 2024. – Vol. 22. – P. 600. – DOI 10.30811/jpl.v22i6.5345.
]
[
13. Precise characterization of Peltier heat at the heterointerface based on thermography / Z. Wu [et al.] // Applied Physics Letters. – 2025. – Vol. 126. – DOI 10.1063/5.0260465.
]
[
14. A Novel Approach to Determine the Type of Conductivity in Semiconductors Using a Combined Seebeck and Peltier Effects / N. Numan [et al.] // International Journal of Innovative Research. – 2025. – Vol. 12, № 1. – P. 54–64. – DOI 10.53523/ijoirVol12I1ID476.
]
[
15. Characterization of Commercial Thermoelectric Modules for Precision Heat Flux Measurement / J. Crossley [et al.] // Review of Scientific Instruments. – 2022. – Vol. 93, № 11. – DOI 10.48550/arXiv.2208.04265.
]
[
16. Analysis of Transient Modes of Peltier Thermoelectric Elements under Various Input Influences / G. S. Vasilyev [et al.] // Majlesi Journal of Electrical Engineering. – 2024. – Vol. 18, № 1. – P. 199-204. – DOI 10.30486/mjee.2024.2000084.1304.
]
[
17. Alaoui, C. Peltier Thermoelectric Modules Modeling and Evaluation / C. Alaoui // International Journal of Engineering. – 2011. – Vol. 5. – P. 114–121.
]
[
18. Безик, Д. А. Определение параметров тепловой модели элементов Пельтье / Д. А. Безик, Т. В. Бычкова // Информационные и математические технологии в науке и управлении, 2025. – № 2 (38). – С. 103-112. – DOI 10.25729/ESI.2025.38.2.009.
]
[
19. Саблин, М. А. Модули Пельтье SP1848 в режимах теплопереноса и генерации электрической энергии, и их практическое применение / М. А. Саблин, Г. В. Саблина, В. Г. Трубин // Известия Томского политехнического университета. Промышленная кибернетика. – 2024. – Т. 2, № 2. – С. 45-51. – DOI 10.18799/29495407/2024/2/52. – EDN VFGTCF.
]
[
20. Моделирование и идентификация элемента Пельтье TEC1-12706 для применения в малообъемных биореакторах искусственного ЖКТ рыб / Ю. A. Иванов, A. Д. Лукьянов, Д. Ю. Донской, Д. В. Рудой // Агроинженерия. – 2024. – Т. 26, № 3. – С. 58-65. – DOI 10.26897/2687-1149-2024-3-58-65. – EDN BZMDHL.
]
[
21. Донской, Д. Ю. Математическая модель малогабаритного биореактора для оценки влияния входных воздействий на его содержимое / Д. Ю. Донской // Системы управления и информационные технологии. – 2025. – № 3(101). – С. 54-59. – EDN IWRIXD.
]
[
22. Integration of Fresnel Lens Solar Concentration in a TEC1-12706 Thermoelectric Generator Prototype / A. Sofijan [et al.] // ScienceRise. – 2025. – Vol. 1. – P. 3–10. – DOI 10.21303/2313-8416.2025.003847.
]
[
23. Гринкевич, В. А. Идентификация устройства на основе элемента Пельтье методом наименьших квадратов / В. А. Гринкевич // Доклады Академии наук высшей школы Российской Федерации. – 2020. – № 1–2 (46–47). – С. 17–27. – DOI: 10.17212/1727-2769-2020-1-2-17-27.
]
[
24. Das, R. AI-Assisted Coding Project in Python: Thermoelectric Simulation of Peltier Device / R. Das. – 2025. – 16 p.
]
[
25. Numerical performance estimation of segmented thermoelectric elements / E. Muller [et al.] // ICT 2005. 24th International Conference on Thermoelectrics. – Clemson, SC, USA, 2005. – P. 364–369. – DOI 10.1109/ICT.2005.1519959.
]
[
REFERENCES LIST
]
[
1. Performance Analysis of Multistage Thermoelectric Cooler with Water-Cooled / Y. Sun [et al.] // Journal of Physics: Conference Series. – 2023. – Vol. 2442. – P. 012028. – DOI 10.1088/1742-6596/2442/1/012028.
]
[
2. Peltier Device: Electrothermal cooler or thermoelectric generator [Электронный ресурс]. – URL: https://www.mathworks.com/help/sps/ref/peltierdevice.html (дата обращения: 25.10.2025).
]
[
3. Performance analysis of a thermoelectric cooler with a corrugated architecture / O. Owoyele [et al.] // Applied Energy. – 2015. – Vol. 147. – DOI 10.1016/j.apenergy.2015.01.132.
]
[
4. Abdulghani, Z. R. A novel experimental case study on optimization of Peltier air cooler using Taguchi method / Z. R. Abdulghani // Results in Engineering. – 2022. – Vol. 16. – P. 100627. – DOI 10.1016/j.rineng.2022.100627.
]
[
5. Giant Deformation Induced Staggered-Layer Structure Promoting the Thermoelectric and Mechanical Performance in n-Type Bi2(Te, Se)3 / F. Zhang [et al.] // Small. – 2024. – DOI 10.1002/smll.202401070.
]
[
6. Design and preparation of high-performance bulk thermoelectric materials / H. S. Lee [et al.] // Journal of the Korean Ceramic Society. – 2017. – Vol. 54, № 2. – P. 105-115. – DOI 10.4191/kcers.2017.54.2.10.
]
[
7. Interfacial reactions in thermoelectric modules / M. Zou [et al.] // Materials Research Letters. – 2018. – Vol. 6, № 3. – P. 143-150. – DOI 10.1080/21663831.2018.1436092.
]
[
8. Creep behavior and post-creep thermoelectric performance of the n-type Skutterudite alloy Yb0.3Co4Sb12 / M. Malki [et al.] // Journal of Materiomics. – 2020. – Vol. 7. – DOI 10.1016/j.jmat.2020.07.012.
]
[
9. Half-Heusler thermoelectrics: Advances from materials fundamental to device engineering / W. Li [et al.] // Joule. – 2024. – Vol. 8, № 5. – P. 1274–1311. – DOI 10.1016/j.joule.2024.03.016.
]
[
10. Thermoelectric materials for space explorations / D. Palaporn [et al.] // Materials Advances. – 2024. – Vol. 5, № 13. – P. 5351-5364. – DOI 10.1039/D4MA00309H.
]
[
11. A comprehensive review of Thermoelectric Generators: Technologies and common applications / N. Jaziri [et al.] // Energy Reports. – 2020. – Vol. 6. – P. 264–287. – DOI 10.1016/j.egyr.2019.12.011.
]
[
12. Experimental study on the performance of Peltier TEC12706 as a cooling and heating media / S. Sujono [et al.] // Jurnal Polimesin. – 2024. – Vol. 22. – P. 600. – DOI 10.30811/jpl.v22i6.5345.
]
[
13. Precise characterization of Peltier heat at the heterointerface based on thermography / Z. Wu [et al.] // Applied Physics Letters. – 2025. – Vol. 126. – DOI 10.1063/5.0260465.
]
[
14. A Novel Approach to Determine the Type of Conductivity in Semiconductors Using a Combined Seebeck and Peltier Effects / N. Numan [et al.] // International Journal of Innovative Research. – 2025. – Vol. 12, № 1. – P. 54–64. – DOI 10.53523/ijoirVol12I1ID476.
]
[
15. Characterization of Commercial Thermoelectric Modules for Precision Heat Flux Measurement / J. Crossley [et al.] // Review of Scientific Instruments. – 2022. – Vol. 93, № 11. – DOI 10.48550/arXiv.2208.04265.
]
[
16. Analysis of Transient Modes of Peltier Thermoelectric Elements under Various Input Influences / G. S. Vasilyev [et al.] // Majlesi Journal of Electrical Engineering. – 2024. – Vol. 18, № 1. – P. 199-204. – DOI 10.30486/mjee.2024.2000084.1304.
]
[
17. Alaoui, C. Peltier Thermoelectric Modules Modeling and Evaluation / C. Alaoui // International Journal of Engineering. – 2011. – Vol. 5. – P. 114–121.
]
[
18. Bezik, D. A. Opredelenie parametrov teplovoi modeli elementov Pelte / D. A. Bezik, T. V. Bychkova // Informatsionnye i matematicheskie tekhnologii v nauke i upravlenii, 2025. – № 2 (38). – S. 103-112. – DOI 10.25729/ESI.2025.38.2.009.
]
[
19. Sablin, M. A. Moduli Pelte SP1848 v rezhimakh teploperenosa i generatsii elektricheskoi energii, i ikh prakticheskoe primenenie / M. A. Sablin, G. V. Sablina, V. G. Trubin // Izvestiia Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. Promyshlennaia kibernetika. – 2024. – T. 2, № 2. – S. 45-51. – DOI 10.18799/29495407/2024/2/52. – EDN VFGTCF.
]
[
20. Modelirovanie i identifikatsiia elementa Pelte TEC1-12706 dlia primeneniia v maloobieemnykh bioreaktorakh iskusstvennogo ZhKT ryb / Iu. A. Ivanov, A. D. Lukianov, D. Iu. Donskoi, D. V. Rudoi // Agroinzheneriia. – 2024. – T. 26, № 3. – S. 58-65. – DOI 10.26897/2687-1149-2024-3-58-65. – EDN BZMDHL.
]
[
21. Donskoi, D. Iu. Matematicheskaia model malogabaritnogo bioreaktora dlia otsenki vliianiia vkhodnykh vozdeistvii na ego soderzhimoe / D. Iu. Donskoi // Sistemy upravleniia i informatsionnye tekhnologii. – 2025. – № 3(101). – S. 54-59. – EDN IWRIXD.
]
[
22. Integration of Fresnel Lens Solar Concentration in a TEC1-12706 Thermoelectric Generator Prototype / A. Sofijan [et al.] // ScienceRise. – 2025. – Vol. 1. – P. 3–10. – DOI 10.21303/2313-8416.2025.003847.
]
[
23. Grinkevich, V. A. Identifikatsiia ustroistva na osnove elementa Pelte metodom naimenshikh kvadratov / V. A. Grinkevich // Doklady Akademii nauk vysshei shkoly Rossiiskoi Federatsii. – 2020. – № 1–2 (46–47). – S. 17–27. – DOI: 10.17212/1727-2769-2020-1-2-17-27.
]
[
24. Das, R. AI-Assisted Coding Project in Python: Thermoelectric Simulation of Peltier Device / R. Das. – 2025. – 16 p.
]
[
25. Numerical performance estimation of segmented thermoelectric elements / E. Muller [et al.] // ICT 2005. 24th International Conference on Thermoelectrics. – Clemson, SC, USA, 2005. – P. 364–369. – DOI 10.1109/ICT.2005.1519959.
]