Leistungssteigerung von thermoelektrischen Generatoren

[Christian S. (christian77)]

Guten Tag,

ich bin dabei eine Schaltung zu bauen, um die Leistung von 
thermoelektrischen Generatoren zu steigern. Hierzu sollen die hinteren 
schwachen thermoelektrischen Generatoren mit einer Ladungspumpe versehen 
werden. Dieses habe ich bereits in Matlab simuliert. Dort funktionierte 
es auch.

Nun habe ich die Schaltung gemäß des angehängten Schaltplans 
verwirklicht. An die Klemmen (u2_+ und u2_-) habe ich eine 
Spannungsquelle mit 10 V und einen Widerstand von 8,1 Ohm angeschlossen 
(den Widerstand zur Simmulation des Innenwiderstandes des 
thermoelektrischen Generators). An die Klemmen TEG1- und TEG2- habe eine 
Spannungsquelle mit 16 V und einen Widerstand von 10,3 Ohm 
angeschlossen.

Eigentlich sollten die Mosfets so geschaltet werden, dass sich die 
Spannung am Kondensator auf die halbe Leerlaufspannung der 
angeschlossenen Spannungsquelle einpendelt. Leider kann ich, egal wie 
ich den Duty Cycle einstelle keine Spannung messen, die größer als 1,6 V 
ist.

Findet jemand von euch den Fehler?

[MaWin (Gast)]

Christian Stamer schrieb:
> ich bin dabei eine Schaltung zu bauen, um die Leistung von
> thermoelektrischen Generatoren zu steigern.

Man kann die Leistung von thermoelektrischen Generatoren nicht steigern.
Zumindest so lange nicht, so lange kein perpetuum mobile und over unity 
engine erfunden sind.

Man kann die Leistung optimal entnehmen, wie bei Solarzellen den Maximum 
power Point MPP benutzen, der bei thermoelektrischen Generatoren wohl 
dann erfüllt ist wenn die Last denselben Innenwiderstand hat wie der 
Generator, aber damit steigert man ja nicht die Leistung, sondern 
entnimmt sie nur bestmöglich.

Deine Schaltung verschlechtert die Leistung sogar, weil sie ja noch 
selbst Leistung zum Betrieb verbraucht, und der Strom in Transistoren 
und Kondensatoren nicht mit optimalem Wirkungsgrad fliesst.

[Pandur S. (jetztnicht)]

Die Leistung von thermoelektrischen Generatoren laesst sich sehr wohl 
steigern, zusetzlich zum obigen MPP Arbeitspunkt, durch verbesserte 
Betriebsbedingungen.
Die abgegebene Spannung ist etwa proportional zur Temperaturdifferenz. 
Wenn man diese also maximal haelt, ist man auf gutem Wege. Wie auch 
immer man nun per welcher energie auch immer die heisse Seite heissest 
moeglich haelt, sollte man gleichzeitig die kalte Seite kaeltest 
moeglich halten.

Auf der kalten Seite kann nun ein Kuehlblech sein. Wenn dessen 
Temperatur mit groesserer Flaeche tiefer wird, hat man gewonnen.

Fuer einen bessseren Rat sollte mehr zum Projekt bekannt sein. Was ist 
auf der heissen Seite, was ist auf der kalten Seite ?

[Christian S. (christian77)]

Im Moment waren noch keine thermoelektrischen Generatoren eingebaut. Ich 
wollte die Schaltung zunächst mit einer Spannungsquelle und einem 
Widerstand betreiben.

[Christian S. (christian77)]

MaWin schrieb:
> Man kann die Leistung optimal entnehmen, wie bei Solarzellen den Maximum
> power Point MPP benutzen, der bei thermoelektrischen Generatoren wohl
> dann erfüllt ist wenn die Last denselben Innenwiderstand hat wie der
> Generator, aber damit steigert man ja nicht die Leistung, sondern
> entnimmt sie nur bestmöglich.

Ok, anders ausgedrückt: Die hinteren thermoelektrischen Generatoren 
arbeiten nicht an ihrem MPP. Dies kann erreicht werden, wenn ein 
Kondensator parallel dazu geschaltet wird und der Spannungsabfall über 
dem Widerstand genau dem über dem Kondensator entspricht. In einem 
Schaltungszustand soll der TEG den Kondensator laden, im anderen soll 
der Kondensator zusammen mit dem TEG den höheren Strom speisen.