TEG in Reihe benötigt Power Balancer/Align Adapter?

TEGs erfordern oder erfordern keine Form des Leistungsausgleichs, je nachdem, wie ernst Sie es meinen.

• Sie alle in Reihe zu schalten, wird in den meisten Fällen gut genug funktionieren.

• Das Parallelschalten kann dazu führen, dass schwächere Module noch weniger Strom erzeugen, als sie es sonst könnten.

• Die ganz Eifrigen können den Einsatz von MPPT-Wandlern in Betracht ziehen, damit jedes Modul oder jede Modulgruppe im optimalen Lastpunkt betrieben werden kann und auch eine optimale Ausgangsspannung liefert. Leistungsgewinne von MPPT müssen die Verluste im MPPT-Wandler übersteigen (ca. 5 % bei sorgfältiger Durchführung und abhängig von der Gesamttopologie)

Ich wäre daran interessiert, Details darüber zu hören, was Sie mit ihnen machen, da ich ein Dutzend oder so aus ihrem Lagerregal habe, die nach mir schreien, um benutzt oder zumindest damit gespielt zu werden.

• Ich kaufte sie für die Verwendung mit einem lüftergeblasenen Testkocher, der in der Lage war, natürliche Brennstoffe auf Kohlenwasserstoffbasis zu verwenden, die herumflossen, sowie wochenalten Haferbrei, wenn er nicht gehasst wurde. Viel Spaß beim Spielen, aber es ist nicht passiert.

Wenn alle TEGs fiktiv identisch sind und identische Heiß- und Kaltflächenbedingungen haben, haben sie die gleichen optimalen Strom- und Spannungsbedingungen.
Wenn sie wirklich identisch sind, könnten Sie sie parallelisieren, aber Sie möchten sicher sein, dass sie wirklich gut zusammenpassen. Wenn sie in Reihe verwendet werden, gibt es weniger Probleme, wenn sie einigermaßen gut, aber nicht perfekt aufeinander abgestimmt sind, ABER der bereitgestellte Strom entspricht ungefähr dem des niedrigsten Ausgangsmoduls.

Beachten Sie, dass jedes TEG-Modul intern bereits viele Übergänge in Reihe hat, sodass die Reihenschaltung "Teil des Territoriums" ist. Sie können jedoch erwarten (oder zumindest hoffen), dass die Übergänge in einem einzelnen Modul einigermaßen gut aufeinander abgestimmt sind und alle dazu neigen gleiche heiße und kalte Temperaturen. Thermische Gleichheit setzt voraus, dass es keinen nennenswerten Temperaturunterschied zwischen den Frontplatten gibt - etwas, was Sie nicht erwarten würden, außer in extremen Situationen (wie z. B. wenn eine Punktflamme auf die Mitte der Frontplatte auftrifft).

Wenn Sie es ernst meinen mit der Leistungsoptimierung, sollten Sie erwägen, einen MPPT-Wandler (Maximum Power Point Tracking) pro Modul oder pro Modulgruppe bereitzustellen. Der Gewinn aus MPPT muss die Wandlerverluste übersteigen. Beim Boosten sollten Sie mit synchroner Gleichrichtung einen Wirkungsgrad von 90% bis 95% erreichen können, und beim Ruckeln (weniger wahrscheinlich) vielleicht 95% oder ein bisschen mehr mit exquisiter Sorgfalt.

OK – dies ist eine SEHR ernsthafte Anwendung, bei der jeder mögliche Gewinn benötigt wird.

MPPT SOLLTE die Leistung optimieren, wenn es das ist, was es misst. ABER bei ungleicher Erwärmung pro Modul hat man "Probleme". Wie ich angemerkt habe, wird die Leistung tendenziell durch das Modul mit der niedrigsten Ausgangsleistung begrenzt. MPPT pro Modul ist wünschenswert, da Ihre niedrigen Spannungen viele Geräte eliminieren. Wenn Ihr Budget es zulässt, ist ein MPPT pro Modul am besten.

Außerdem können Sie möglicherweise Module mit mehr Übergängen pro Modul auswählen, um die Spannung zu erhöhen (aber das wissen Sie). Ihre Energieabgabe wird sehr, sehr gering sein – das wissen Sie auch. Die Carnot-Effizienz vom Körper (z. B. 38 ° C oder weniger) bis zur Umgebungstemperatur (z. B. 25 ° C) beträgt (38-25) / (273 + 38) = 4%. TEGs mit Carnot-Effizienzen im Bereich von 20 % bis 30 % erreichen tatsächlich 5 %, wenn sie sehr gut sind. Sie können 1% bekommen? Zweifellos wissen Sie, was Sie erreichen können.

Für eine maximale Nettoleistung ist es nicht offensichtlich, dass es eine Alternative dazu gibt, die Energieleistung pro Modul zu optimieren und dann zu summieren.

Einige Energy-Harvesting-ICs verwenden einen Transformator mit hohem Windungsverhältnis und einen analogen Oszillator, um die Spannung von mehreren zehn mV auf Volt zu erhöhen. Sie könnten kostengünstige Oszillatoren mit geringer Größe pro TEG mit diskreten Komponenten implementieren - möglicherweise einem Transistor und einer gekoppelten Induktivität pro TEG - und sich dann mit den resultierenden höheren Spannungen befassen. Sie können auch eine Spannungserhöhung erzielen, indem Sie einfach einen MOSFET plus Induktivität singen und ihn PWMen, um einen HV-Rücklauf zu erhalten (wobei „HV“ einige Volt betragen kann. Wenn alle TEGs möglichst in einen gemeinsamen Lastkondensator zurückfließen, können Sie jeden TEG unabhängig betreiben.

Ein Kanal:
TEG hat einen Reservoirkondensator, der darüber angeschlossen ist. TEG - Induktivität - MOSFET - Masseverbindung. Ausgangsdiode, die vom MOSFET-Drain mit der Ausgangskappe verbunden ist.

Der MOSFET ist weniger lange eingeschaltet, als die Induktivität zur Sättigung benötigt - bei sehr kleinen Induktivitäten bei diesen Spannungspegeln nicht schwer.
FET ausschalten. Induktorringe zum Belasten der Cap-Spannung. Während FET ausgeschaltet ist, lädt TEG die Reservoirkappe auf.

FET on off % kann verwaltet werden, um die Ausgabe zu optimieren.
Der FET könnte eingeschaltet werden, wenn die TEG-Reservoirkappe eine bestimmte voreingestellte Spannung erreicht.

Fragen:

Welcher Modulbereich?
Welche Leistung?

Was Sie zu suchen scheinen, ist Effizienz und damit MPPT.

MPPT maximiert die Ausgangsleistung bei unterschiedlichen Eingangsleistungen. Im Gegensatz zu Spannungsreglern ändert MPPT die Spannungspegel über den MPPT-Widerstand, um eine maximale Strom- und Spannungskombination vom Generator zu erhalten (erhöhter Wirkungsgrad), ähnlich wie es Freileitungen auf Straßen versuchen (durch Erhöhen der Übertragungsspannung, um den Energieverlust während der Übertragung zu minimieren).

Da Ihre Anwendung auf mehreren Geräten mit unterschiedlichen Leistungsstufen basiert, können Sie MPPT verwenden, um die Ausgangsleistung zu maximieren. Für Cymbet stellt EnerChip EP MPPT bereit, um ihre Batterien aufzuladen, z. B. CBC51100.

Batterien haben normalerweise eine max. Ladespannung, die von Spannungsreglern gelöst wird. Sowohl PWM als auch MPPT können eine feste Ausgangsspannung liefern. Dieser kann entweder direkt an die Batterie (DC-Kopplung) oder über einen Wechselrichter an Batterie-Wechselrichter (AC-Kopplung) mit optionalem BMS angeschlossen werden.