Evaluation of thermoelectric generation systems under mismatching thermal conditions
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Autores
Sanin Villa, Daniel
Director
Chejne Jana, Farid
Florez Escobar, Whady Felipe
Tipo de contenido
Trabajo de grado - Doctorado
Idioma del documento
InglésFecha de publicación
2023-03-31
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Resumen
Este documento presenta un análisis metodológico para el diseño y evaluación de sistemas de recolección de energía térmica que emplean arreglos de generadores termoeléctricos (TEG) bajo condiciones de temperatura no uniformes. Esta tesis presenta el desarrollo de tres objetivos: En primer lugar, se desarrolla un modelo matemático que considera la dependencia térmica de las propiedades termoeléctricas y las pérdidas de calor para evaluar un módulo termoeléctrico (TEM). Este modelo es fundamental para comprender el rendimiento de la matriz TEG bajo diferentes condiciones térmicas. En segundo lugar, se proponen diferentes topologías de convertidores DC-DC para extraer la máxima producción de energía de las matrices TEG bajo condiciones térmicas desajustadas. El objetivo es determinar una forma eficiente de extraer energía de las matrices TEG bajo diferentes condiciones térmicas, mejorando así su eficiencia. Finalmente, el estudio simula y evalúa la metodología propuesta utilizando datos experimentales de arreglos TEG comerciales bajo diferentes condiciones térmicas. Este paso es esencial para verificar la precisión y efectividad del análisis metodológico propuesto. Al utilizar datos experimentales, el estudio espera asegurar que su metodología sea efectiva en aplicaciones prácticas. La metodología propuesta tiene el potencial de contribuir significativamente al campo de la energía renovable al proporcionar una solución efectiva al problema de recuperación de energía térmica bajo condiciones no uniformes de temperatura mediante sistemas TEG. (Texto tomado de la fuente)
Abstract
This document presents a methodological analysis for designing and evaluating thermal energy harvesting systems that employ thermoelectric generator (TEG) arrays under mismatching thermal conditions. The study aims to achieve three specific objectives. Firstly, a mathematical model is developed that considers the thermal dependence of thermoelectrical properties and heat losses to evaluate a thermoelectric module (TEM). This model is crucial to understanding the performance of the TEG array under varying thermal conditions. Secondly, different DC-DC converter topologies are proposed to extract the maximum power output from TEG arrays under mismatching conditions. The objective is to determine an efficient way to extract energy from the TEG arrays under different thermal conditions, thereby improving their efficiency. Finally, the study simulates and evaluates the proposed methodology using experimental data from commercial TEG arrays under different thermal conditions. This step is essential in verifying the accuracy and effectiveness of the proposed methodological analysis. By using experimental data, the study hopes to ensure that their methodology is effective in practical applications. The proposed methodology has the potential to contribute significantly to the field of renewable energy by providing an effective solution to the problem of thermal energy harvesting under mismatching conditions with TEG systems.
Palabras clave
Thermoelectric generator ; Mismatching thermal conditions ; DC-DC Converter topologies ; Thermal dependence of thermoelectrical properties ; Generadores termoeléctrico ; Condiciones no uniformes de temperatura ; Topologías de convertidores DC-DC ; Dependencia térmica de las propiedades termoeléctricas
Descripción Física/Lógica/Digital
ilustraciones, diagramas