TEG en serie requiere balanceador de potencia/adaptador de alineación?

Los TEG requieren o no algún tipo de equilibrio de poder dependiendo de qué tan serio sea.

• Ponerlos todos en serie funcionará lo suficientemente bien en la mayoría de los casos.

• La conexión en paralelo puede conducir a que los módulos más débiles generen incluso menos energía de lo que podrían hacerlo de otra manera.

• Los demasiado entusiastas pueden considerar el uso de convertidores MPPT para que cada módulo o grupo de módulos pueda funcionar en un punto de carga óptimo y también proporcione un voltaje de salida óptimo. Las ganancias en la salida de MPPT deben superar las pérdidas en el convertidor MPPT (alrededor del 5% si se hace con cuidado y dependiendo de la topología general)

Me interesaría escuchar los detalles de lo que está haciendo con ellos, ya que tengo una docena más o menos clamándome desde su estante de almacenamiento para que los use o al menos juegue con ellos.

• Los compré para usarlos con una estufa de prueba con ventilador que podía usar combustibles naturales a base de hidrocarburos que fluían tan bien como las gachas de avena de una semana si no se odiaban. Un montón de diversión jugando, pero no sucedió.

Si todos los TEG son teóricamente idénticos y tienen idénticas condiciones de cara fría y caliente, entonces tendrán las mismas condiciones óptimas de corriente y voltaje.
Si son realmente idénticos, podría compararlos, pero querrá estar seguro de que realmente coincidieron. 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 coincidan razonablemente y todas tienden a tener mismas temperaturas frías y calientes. La igualdad térmica asume que no hay un diferencial de temperatura notable en las placas frontales, algo que no esperaría excepto en situaciones extremas (como, por ejemplo, una llama puntual que incide en el centro de la placa frontal).

Si se toma en serio la optimización de la salida, puede considerar proporcionar un convertidor MPPT (seguimiento del punto de máxima potencia) por módulo o por grupo de módulos. La ganancia de MPPT tiene que exceder las pérdidas del convertidor. Si aumenta, debería poder obtener una eficiencia del 90% -95% con la rectificación síncrona y si aumenta (menos probable) tal vez el 95% o un poco más con un cuidado exquisito.

OK, esta es una aplicación MUY seria en la que 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 por sus bajos voltajes eliminar muchos dispositivos. SI su presupuesto lo permite, lo mejor es un MPPT por módulo.

Además, PUEDE seleccionar módulos con más uniones por módulo para aumentar el voltaje (pero eso ya lo sabe). Tu producción de energía será muy, muy baja, también lo sabes. La eficiencia de Carnot del cuerpo (digamos 38C o menos) al ambiente, digamos que 25C es (38-25)/(273+38) = 4%. Los trietilenglicol con eficiencias de Carnot en el rango del 20 % al 30 % obtienen un 5 % real si son muy buenos. ¿Puede obtener el 1%? Sin duda sabes lo que puedes lograr.

Para una producción neta máxima, no es obvio que haya alguna alternativa para optimizar la producción de energía por módulo y luego sumarlas.

Algunos circuitos integrados de recolección de energía utilizan un transformador de alta relación de vueltas más un oscilador analógico para aumentar el voltaje de decenas de mV a voltios. Podría implementar osciladores de tamaño bajo y bajo costo por TEG con componentes discretos, posiblemente un transistor y un inductor acoplado por TEG, y luego lidiar con los voltajes más altos resultantes. También puede obtener un aumento de voltaje simplemente cantando un MOSFET plus inductor y PWMing it para obtener un retorno de HV (donde "HV" puede ser unos pocos voltios. Tener todos los TEG de retorno en un capacitor de carga común en lo posible le brinda una operación independiente de cada TEG.

Un canal:
TEG tiene un condensador de depósito conectado a través de él. TEG - Inductor - MOSFET - conexión a tierra. Diodo de salida conectado desde el drenaje MOSFET a la tapa de salida.

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 FET. Anillos inductores al voltaje de límite de carga. Mientras FET está apagado, TEG está cargando la tapa del depósito.

El % de encendido y apagado de FET se puede administrar para optimizar la salida.
FET podría encenderse cuando la tapa del depósito de TEG alcanzara un voltaje preestablecido.

Preguntas:

¿Qué área de módulo?
¿Qué poder salir?

Lo que parece estar buscando es eficiencia y, por lo tanto, MPPT.

MPPT maximiza la salida de energía a partir de diferentes niveles de entrada de energía. A diferencia de los reguladores de voltaje, MPPT cambia los niveles de voltaje a través de la resistencia MPPT para obtener una combinación máxima de corriente y voltaje del generador (mayor eficiencia) similar a lo que intentan hacer los cables de transmisión aéreos en las carreteras (al aumentar el voltaje de transmisión para minimizar la pérdida de energía durante la transmisión).

Dado que su aplicación se basa en varios dispositivos con diferentes niveles de potencia, puede MPPT para maximizar la potencia de salida. Para Cymbet, EnerChip EP proporciona MPPT para cargar sus baterías, por ejemplo, CBC51100.

Las baterías normalmente tienen un máx. voltaje de carga, que se resuelve mediante reguladores de voltaje. Tanto PWM como MPPT pueden proporcionar un voltaje de salida fijo. Puede conectarse directamente a la batería (acoplamiento de CC) o a través de un inversor a inversor de batería (acoplamiento de CA) con BMS opcional.