Methodische Untersuchungen zur Steigerung der Leistungsfähigkeit netzautarker thermoelektrischer Systeme

Die vorliegende Arbeit forciert die Steigerung der Leistungsfähigkeit netzautarker thermoelektrischer Systeme. Hierunter werden im Folgenden Apparate verstanden, die mittels thermoelektrischer Generatoren (TEG) thermische Energie in Elektroenergie umwandeln, um damit netzautark und dezentral elektrische Kleinstverbraucher an großtechnischen Anlagen und Maschinen zu speisen. Bei den elektrischen Verbrauchern kann es sich beispielsweise um Sensoren zum Vermessen unterschiedlicher Prozessgrößen handeln. Aber auch eine Energieversorgung von Geräten zur drahtlosen Datenübertragung und Aktoren mit entsprechend geringer Leistungsaufnahme ist mittels netzautarker thermoelektrischer Systeme technisch möglich. Zum Erreichen der Zielstellung werden die TEG zur Energieumwandlung nicht isoliert betrachtet, sondern der optimierte Systemaufbau ganzheitlich forciert. Denn zur Steigerung der Leistungsfähigkeit netzautarker thermoelektrischer Systeme müssen alle Komponenten betrachtet: Angefangen von den TEG über die notwendige Wärmekopplung bis hin zu weiteren Peripheriegeräten. Im Konkreten basiert die in dieser Dissertation dargelegte Entwicklungsarbeit zum einen auf einem mathematischen Modell zur Berechnung verlustbehafteter TEG-Wärmeübertrager-Systeme, zum anderen auf der Entwicklung eines effizienten Wärmeübertragers zur passiven Kühlung thermoelektrischer Module sowie der Darstellung und Diskussion eines Gleichstromwandler-Schaltkreises für die Regelung des Betriebszustands eines angekoppelten TEG