Ponente
Descripción
El depender de los combustibles fósiles para la generación de energía durante décadas ha causado contaminación en el medio ambiente, por lo tanto, en la búsqueda por combatir el daño ambiental la humanidad se ha visto en la necesidad de explorar otras fuentes de generación de energía disponibles, encontrando en la energía no aprovechada una oportunidad, por ejemplo, en los procesos de combustión para la generación de electricidad no toda la energía se aprovecha, parte de esta se disipa en forma de calor y aprovechando el efecto termoeléctrico de Seebeck se puede convertir este calor en energía eléctrica.
Un generador termoeléctrico (TEG) utiliza una fuente de calor para generar energía eléctrica, sin embargo, la energía generada por el TEG se encuentra en el rango de los micro Watts µW creando la necesidad de tener un circuito acondicionador que se energice del mismo TEG y además aumente la energía para alimentar un dispositivo de baja potencia como una red de sensores, una batería, entre otros.
Actualmente se han realizado investigaciones donde se aborda el reto de diseño de diseñar un circuito acondicionador para cosecha de energía, sin embargo, estos trabajos [1-2] se han enfocado en obtener una alta eficiencia o alta amplificación de voltaje a través de sistemas complejos y de alto costo.
En este trabajo se presenta el análisis [3], simulación y caracterización de un circuito acondicionador para un generador termoeléctrico (TEG), se seleccionó el TEG (TG12-4) que otorga una potencia de salida de 3.57 mW y voltaje de salida de 142 mV con un ΔT de 10°C.
El circuito acondicionador se compone principalmente por un oscilador de Hartley modificado [4], este oscilador tiene la capacidad de amplificar voltajes pequeños alimentándose de la misma fuente, en este caso con un voltaje mínimo de entrada (Vin) de 100 mV y obteniendo un voltaje de salida (Vout) de 1.3 V teniendo una ganancia de 13, la potencia obtenida a una resistencia de carga de 10 MΩ fue 1.7 µW , esto demuestra que el sistema puede cosechar voltajes a partir de diferencias de temperatura (ΔT) de 10°C.
Referencias:
[1] P.-H. Chen y P. M.-Y. Fan, “An 83.4% Peak Efficiency Single-Inductor Multiple-Output Based Adaptive Gate Biasing DC-DC Converter for Thermoelectric Energy Harvesting”, IEEE Trans. Circuits Syst. I: Regular Papers, vol. 62, n.º 2, pp. 405–412, febrero de 2015. Accedido el 6 de septiembre de 2024: https://doi.org/10.1109/tcsi.2014.2360765
[2] J. M. Damaschke, (1997). Design of a low-input-voltage converter for thermoelectric generator. IEEE Transactions on Industry Applications, 33(5), 1203–1207. https://doi.org/10.1109/28.633797
[3] V.I. Kubov, R.M. Kubova. (2016). LTspice-model of Thermoelectric Peltier-Seebeck Element. 2016 IEEE 36th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO), (36th), https://ieeexplore.bibliotecabuap.elogim.com/document/7493007
[4] J. C. Castellano-Aldave, C. A. De La Cruz-Blas y A. Carlosena, “A Novel Ultra-Low Input Voltage and Frequency Self Starting AC-DC Boost Converter for Micro Energy Harvesting”, IEEE Sensors Lett., pp. 1–4, 2024. Accedido el 13 de agosto de 2024. [En línea]. Disponible: https://doi.org/10.1109/lsens.2024.3387272
