Thermoelektrische Kühlung verwendet elektrische Energie, um einen Temperaturunterschied zwischen zwei Arten von Materialien zu erzeugen. Der thermoelektrische Effekt ist eine Grundlage für thermoelektrische Kühlung und wird in thermoelektrischen Kühlern, Wärmepumpen, Heizungen und thermoelektrischen Generatoren verwendet. Wenn ein Strom durch ein thermoelektrisches Gerät fließt, wird Wärme von einer Seite zur anderen bewegt. Der Effekt kann in zwei Richtungen gehen. Es kann Temperaturunterschiede in elektrische Spannung umwandeln oder Strom verwenden, um Temperaturunterschiede zu erzeugen, was als Peltier-Effekt bezeichnet wird.
Eine Peltier-Wärmepumpe, auch thermoelektrische Wärmepumpe genannt, überträgt Wärme von einer Seite des Geräts auf die andere. Es entzieht der einen Seite Wärmeenergie, die es kühlt, und gibt diese Wärme auf der anderen Seite ab, die es erwärmt. Es muss ein Kühlkörper verwendet werden, sonst wird das Gerät zu heiß und braten sich selbst. Diese Geräte können Bier kühlen, Kaffee erwärmen, einen kleinen Kühlschrank betreiben oder einen Wärmeofen betreiben.
Thermoelektrische Kühler (TEC) oder thermoelektrische Kühlsysteme haben eine Matrix aus Halbleiterpellets zwischen zwei großen Elektroden. Wird eine Gleichspannungsquelle dazwischen geschaltet, wird die negativ geladene Seite kühler und die positiv geladene Seite heißer. Die negative Elektrode hat Kontakt mit allem, was gekühlt wird, wie einem Gerät oder einer Komponente. Die positive Elektrode ist mit einem Kühlkörper verbunden, der die Energie ableitet.
Ein thermoelektrisches Kühlsystem ist in einer Reihe von Geräten zu finden. Solche Geräte finden sich in Computern, um Mikroprozessoren und Leistungsverstärker zu kühlen. Sie werden in Raumfahrzeugen verwendet, um die extremen Temperaturschwankungen zwischen der dunklen Seite und der sonnenbeschienenen Seite abzumildern. Sie finden sich auch in tragbaren Kühlboxen, die beim Camping verwendet werden, in verschiedenen Arten von elektronischen Geräten wie Digitalkameras und in Luftentfeuchtern.
Ein thermoelektrischer Generator hingegen ist das Gegenteil eines thermoelektrischen Kühlers, nutzt aber dennoch den thermoelektrischen Effekt. Im Generator werden Temperaturunterschiede zwischen den beiden Seiten des Gerätes zur Stromerzeugung genutzt. Beide Geräte sind im Aufbau und in den verwendeten Materialien ähnlich.
Obwohl thermoelektrische Kühlung weniger effizient ist als Kühlung, hat sie einige entscheidende Vorteile. Wenn eine Kühlung in kleinem Maßstab erforderlich ist, kann thermoelektrische Kühlung billiger und praktischer sein als Kühlung. Es hat keine mechanisch beweglichen Teile, ist tragbar, langlebig, hält lange und braucht nicht viel Wartung.