¿Los generadores termoeléctricos (TEG) en serie requieren un equilibrador de potencia al almacenar la energía en una fuente de batería? Si no, ¿qué debo hacer para que mi diseño se distribuya a una fuente de batería de manera más efectiva?
¿Los generadores termoeléctricos (TEG) en serie requieren un equilibrador de potencia al almacenar la energía en una fuente de batería? Si no, ¿qué debo hacer para que mi diseño se distribuya a una fuente de batería de manera más efectiva?
Los TEG requieren o no algún tipo de equilibrio de poder dependiendo de la seriedad que tenga.
Ponerlos todos en serie funcionará lo suficientemente bien en la mayoría de los casos.
El paralelismo puede conducir a módulos más débiles que generan incluso menos energía de la que podrían tener.
El que esté demasiado interesado puede considerar el uso de convertidores MPPT para que cada módulo o grupo de módulos pueda funcionar en el punto de carga óptimo y también proporcione un voltaje de salida óptimo. Las ganancias en la producción de MPPT tienen que superar las pérdidas en el convertidor de MPPT (alrededor del 5% si se realiza con cuidado y dependiendo de la topología general)
Me gustaría escuchar los detalles de lo que estás haciendo con ellos, ya que tengo una docena de personas que me gritan desde su estante de almacenamiento para usarlos o al menos jugar con ellos.
Si todos los TEG son teóricamente idénticos y tienen las mismas condiciones de frío y calor, entonces tendrán las mismas condiciones óptimas de corriente y voltaje.
Si es realmente idéntico, puede hacer una comparación con ellos, pero querrá estar seguro de que fueron realmente compatibles. Si se usan en serie, hay menos problemas cuando se combinan razonablemente bien pero no perfectamente, PERO la corriente proporcionada será aproximadamente la del módulo de salida más bajo.
Tenga en cuenta que cada módulo TEG ya tiene muchas uniones en serie internamente, por lo que la conexión en serie es "parte del territorio". Sin embargo, puede esperar (o al menos esperar) que las uniones en un solo módulo estén razonablemente bien adaptadas y todas tiendan para tener las mismas temperaturas cálidas y frías. La igualdad térmica supone que no hay un diferencial de temperatura notable en las placas frontales, no es algo que se pueda esperar, excepto en situaciones extremas (como, por ejemplo, un punto de llama que incide en el centro de la placa frontal).
Si se toma en serio la optimización de la salida, puede considerar la posibilidad de proporcionar un convertidor MPPT (seguimiento del punto de máxima potencia) por módulo o por grupo de módulos. La ganancia del MPPT tiene que exceder las pérdidas del convertidor. Si aumenta, debería poder obtener una eficiencia del 90% -95% con la rectificación síncrona y si se trata de un tronzado (menos probable) puede ser del 95% o un poco más con un cuidado exquisito.
OK: esta es una aplicación MUY seria donde se necesitan todas las ganancias posibles.
MPPT DEBE optimizar la potencia si eso es lo que está midiendo. PERO con un calentamiento desigual por módulo "tiene problemas". Como señalé, la potencia tenderá a estar limitada por el módulo de salida más bajo. MPPT por módulo es deseable ya que sus bajos voltajes eliminan muchos dispositivos. SI su presupuesto lo permite, entonces un MPPT por módulo es el mejor.
También, PUEDE ser capaz de seleccionar módulos con más uniones por módulo para aumentar el voltaje (pero, usted lo sabe). Tu salida de energía será muy muy baja, tú también lo sabes. La eficiencia de Carnot desde el cuerpo (digamos 38C o menos) hasta la temperatura ambiente, digamos que 25C es (38-25) / (273 + 38) = 4%. Los TEG con eficiencias de Carnot en el rango de 20% a 30% obtienen un 5% real si son muy buenos. Usted puede obtener el 1%? Sin duda sabes lo que puedes lograr.
Para una salida neta máxima, no es obvio que haya alguna alternativa para optimizar la salida de energía por módulo y luego sumarlas.
Algunos circuitos integrados de captación de energía utilizan un transformador de alta relación de giros más un oscilador analógico para aumentar el voltaje de decenas de mV a voltios. Puede implementar osciladores de bajo tamaño por TEG de bajo costo con componentes discretos, posiblemente un transistor y un inductor acoplado por TEG, y luego lidiar con los voltajes más altos resultantes. También puede obtener aumento de voltaje simplemente al cantar un inductor MOSFET plus y PWMing para obtener un retorno de HV (donde "HV" puede ser de unos pocos voltios. Tener todos el retorno de TEG en un condensador de carga común en posible le da una operación independiente de cada TEG.
Un canal:
TEG tiene un condensador de reservorio conectado a través de él.
TEG - Inductor - MOSFET - Conexión a tierra.
El diodo de salida está conectado desde el drenaje MOSFET hasta la tapa de salida.
El MOSFET está encendido por menos tiempo del que tarda el inductor en saturarse, no es difícil con inductores muy pequeños en estos niveles de voltaje.
Apague el FET. Anillos inductores a tensión de tapa de carga.
Mientras el FET está apagado, TEG está cargando la tapa del depósito.
FET on off% se puede administrar para optimizar la salida.
El FET podría activarse cuando la tapa del depósito TEG alcanzó un cierto voltaje preestablecido.
Preguntas:
¿Qué área del módulo?
¿Qué poder fuera?
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