evaluation of power harvesting on dc--dc converters to extract the maximum power output from tegs arrays under mismatching conditions

Thermoelectric generators (tegs) can transform wasted heat from industrial processes into electrical power. the power provided by tegs systems depend on the temperature gradient, where an ideal situation for the tegs operation is when all the modules of an array are exposed to the same temperature difference. unfortunately, that condition is not always possible since the teg arrays are exposed to non-uniform thermal conditions (known as mismatching). this paper proposes a novel equivalent model to represent the electrical behavior of a teg, including a high-order approximation for the temperature dependence properties of the internal resistance and output voltage. several configurations proposed to mitigate the mismatching phenomenon on tegs arrays were tested, which are based on boost converters, pi controllers and the perturb and observe algorithm for maximum power point tracking: 1) tegs serial connection with a single power converter, 2) a parallel connection where each teg has its own converter, and 3) a serial connection where each teg has its own converter. those tests were performed in three temperature differences (50°c,  100°c and 180°c) to study the impact of the mismatching thermal condition over the total output power. the maximum power delivered by the traditional case 1 was 10.7 w; while the output power provided by case 2 was 12.07 w (12.8 % higher) and 11.1 w (3.7 %) for case 3.

ارزیابی برداشت توان در مبدل‌های dc--dc برای استخراج حداکثر توان خروجی از آرایه‌های teg تحت شرایط نامتناسب

ژنراتورهای ترموالکتریک (teg) می توانند گرمای تلف شده از فرآیندهای صنعتی را به نیروی الکتریکی تبدیل کنند. توان ارائه شده توسط سیستم های teg به گرادیان دما بستگی دارد، جایی که یک وضعیت ایده آل برای عملکرد teg ها زمانی است که همه ماژول های یک آرایه در معرض اختلاف دما یکسان قرار گیرند. متاسفانه، این شرایط همیشه امکان پذیر نیست زیرا آرایه های teg در معرض شرایط حرارتی غیر یکنواخت (معروف به عدم تطابق) هستند. این مقاله یک مدل معادل جدید برای نشان دادن رفتار الکتریکی یک teg، از جمله یک تقریب مرتبه بالا برای خواص وابستگی به دما مقاومت داخلی و ولتاژ خروجی پیشنهاد می‌کند. چندین پیکربندی پیشنهادی برای کاهش پدیده عدم تطابق در آرایه‌های teg آزمایش شدند که مبتنی بر مبدل‌های تقویت کننده، کنترل‌کننده‌های pi و اغتشاش و مشاهده الگوریتم برای ردیابی نقطه حداکثر توان هستند: 1) اتصال سریال tegs با یک مبدل قدرت، 2) موازی اتصال که در آن هر teg مبدل مخصوص به خود را دارد و 3) یک اتصال سریال که در آن هر teg مبدل مخصوص به خود را دارد. این آزمایش‌ها در سه تفاوت دما (50 درجه سانتی‌گراد، 100 درجه سانتی‌گراد و 180 درجه سانتی‌گراد) برای مطالعه تاثیر شرایط حرارتی ناسازگار بر کل توان خروجی انجام شد. حداکثر توان ارائه شده توسط کیس سنتی 1 10.7 وات بود. در حالی که توان خروجی ارائه شده توسط مورد 2 12.07 w (12.8٪ بیشتر) و 11.1 w (3.7٪) برای مورد 3 بود.