Сборник авторских инженерно-технических идей и решений в области электрической генерации - страница 6

Схема емкостной термоэлектрической батареи с графиком напряжений заряда конденсаторов двух емкостных накопителей представлена на Рис. 11.

Рис. 11. Схема емкостной термоэлектрической батареи в режиме делителя напряжения с управлением зарядом/разрядом и графиком напряжений заряда конденсаторов.

В каждом накопителе все конденсаторы соединяются параллельно с общей емкостью:

С1=С2=С0*n

Где:

n- количество термопар.

С0 – емкость одного конденсатора.

Выходное напряжение – переменное:

Uвых = U1+U2 = 2U0

Где:

U0- напряжение термоэлектрического генератора.

U1 – выходное напряжение одного емкостного накопителя энергии.

U2 – выходное напряжение одного емкостного накопителя энергии.

Общая энергия системы:

W= C2*(2U0)²/2

Ориентировочные расчетные характеристики

Для оценки уровня энергетических характеристик и КПД предлагаемой емкостной термоэлектрической батареи с индуктивным накопителем для утилизации низко потенциального тепла рассмотрим хромель-копелевые термопары и dT = 50 градусов.

Значения запасенной энергии в емкостной термоэлектрической батарее в зависимости от типа и размеров используемых конденсаторов приведены в следующей таблице № 1.

Таблица № 1.

Исходя из вышеизложенного, для практических целей, режимы работ емкостного термоэлектрического генератора № 3 и № 4 являются основными для генерации переменного электрического тока.

В этом случае классический металлический термоэлектрический генератор работает не на нагрузку, а на заряд/перезаряд двух емкостных накопителей энергии. И далее, только один емкостной накопитель энергии питает нагрузку переменным током заряда/перезаряда.

Главный недостаток любых термоэлектрических генераторов, как большое внутреннее сопротивление перестает быть значимым. На первый план выходит время заряда/перезаряда двух емкостных накопителей энергии.

Для подтверждения работоспособности идеи был проведен эксперимент, см. Рис. 12, на котором проверялась энергетика одного ёмкостного накопителя при токе короткого замыкания во втором и наоборот.

Рис. 12. Эксперимент – энергетика одного ёмкостного накопителя при коротком замыкании второго, и наоборот.

В качестве термопар использовались батарейки на 1.5 вольт.

В качестве двух емкостных накопителей энергии использовались электролитические конденсаторы. Общая емкость каждого емкостного накопителя – 60 мкФ.