Сборник авторских инженерно-технических идей и решений в области электрической генерации - страница 3

Конструктивное исполнение емкостной термоэлектрической батареи может быть двух типов:

Тип 1. Прямоугольная батарея (пакет) с подводом / отводом тепла с противоположных сторон батареи (пакета).

Рис. 1. Прямоугольная батарея (пакет) с подводом / отводом тепла с противоположных сторон батареи (пакета).

Рис. 14. Прямоугольная батарея (пакет) с подводом / отводом тепла с противоположных сторон батареи (пакета)

Тип 2. Цилиндрическая (коаксиальная) батарея (пакет) с подводом / отводом тепла внутрь / снаружи цилиндра

Рис. 2. Цилиндрическая (коаксиальная) батарея (пакет) с подводом/отводом тепла внутрь / снаружи цилиндра.

Схематическое исполнение.

Каждая ветвь термопары представлена отдельным источником напряжения, преобразующим тепловую энергию в электрическую.

Рис. 3. Электрическая схема ТЭГ

Общее количество конденсаторов в накопителе:

N = n*2

Где:

n – Количество термопар.

Каждая ветвь термопары заряжает свой конденсатор емкостного накопителя. При этом емкостной накопитель может работать в разных режимах в зависимости от коммутации нагрузки и управления работой заряда/разряда емкостного накопителя.

Различные режимы работы.

Термоэлектрический генератор работает в нескольких режимах в зависимости от коммутации нагрузки и управления работой заряда/разряда емкостного накопителя.

Режим 1. Емкостной накопитель без управления зарядом/разрядом

Эквивалентная схема представлена на Рис. 4.

Рис. 4. Эквивалентная схема емкостного накопителя без управления зарядом/разрядом без управления зарядом/разрядом

Выходное постоянное напряжение снимается с контактов – 1-3 емкостной термобатареи. Контакт 2 – не используется.

Схема емкостной термоэлектрической батареи с графиком напряжений заряда конденсаторов емкостного накопителя представлена на Рис. 5.

Рис. 5. Схема емкостной термоэлектрической батареи с графиком напряжений заряда конденсаторов.

В емкостном накопителе все конденсаторы соединены последовательно-параллельно каждому источнику напряжения в виде термопары.

Общая емкостью накопителя:

С1=С0/n

Где:

n – количество термопар.

C0 – емкость одного конденсатора.

Выходное напряжение:

Uвых=U0

Где:

U0- напряжение термоэлектрического генератора.

Энергия емкостного накопителя:

W= √C1Uвых²/2

В формуле корень связан с тем, что каждый конденсатор накопителя заряжается до напряжения текущей термопары + напряжение предыдущих термопар.