Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/10073
Title: Χρήση θερμοστοιχείων για την εκμετάλλευση της ενέργειας καυσαερίων κινητήριου συστήματος πλοίων : ανάλυση και κατασκευή διάταξης ανύψωσης τάσης
Other Titles: Application of thermoelectric generators in a waste heat recovery system for marine applications : analysis and construction of a high step-up DC/DC converter
Authors: Ζαρκάδης, Νικόλας
Keywords: Θερμοστοιχεία
Μετατροπείς ανύψωσης τάσης
Ανάκτηση θερμικής ενέργειας
Κινητήρια συστήματα
Keywords (translated): Thermoelectric generators
High step-up dc/dc converters
Waste heat recovery
Motive system
Abstract: Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη της συμπεριφοράς ενός μετατροπέα ανύψωσης συνεχούς τάσης σε συνεχή με υψηλό λόγο ανύψωσης, ο οποίος περιλαμβάνεται σε ένα συστήμα ανάκτησης θερμικής ενέργειας των καυσαερίων μέσω θερμοστοιχείων, σε κινητήριο σύστημα πλοίων. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Σκοπός είναι μία αλυσίδα θερμοστοιχείων να αποτελέσει την πηγή συνεχούς τάσης για την είσοδο ενός μετατροπέα ανύψωσης με υψηλό κέρδος τάσης, ούτως ώστε να καταστεί εφικτή η διασύνδεση των θερμοστοιχείων, με το ζυγό συνεχούς τάσης πλοίου και συνεπώς να διοχετευτεί ηλεκτρική ισχύς σε αυτόν. Αρχικά έγινε βιβλιογραφική ανασκόπηση πάνω σε συστήματα ανάκτησης θερμικής ενέργειας που έχουν μελετηθεί κατά καιρούς και δόθηκε ιδιαίτερο βάρος στη μελέτη των ιδιοτήτων των θερμοστοιχείων καθώς και στους θεμελιώδεις νόμους που διέπουν τη λειτουργία τους. Στη συνέχεια ακολούθησε η θεωρητική ανάλυση ενός μετατροπέα συνεχούς τάσης με υψηλό λόγο ανύψωσης, ο οποίος μεταξύ άλλων κρίθηκε ο πλέον κατάλληλος για τη συγκεκριμένη εφαρμογή και παρουσιάστηκαν οι βασικές μαθηματικές σχέσεις και τα διαγράμματα που περιγράφουν αναλυτικά τη λειτουργία του. Το επόμενο βήμα ήταν η προσομοίωση των θερμοστοιχείων βάση μοντέλου που παρουσιάζεται στη βιβλιογραφία σε περιβάλλον Matlab/Simulink, καθώς και η προσομοίωση του μετατροπέα και του συνολικού συστήματος και η σύγκριση με τη θεωρητική ανάλυση. Τέλος κατασκευάστηκε κατάλληλη πειραματική διάταξη για το συγκεκριμένο μετατροπέα ανύψωσης τάσης και ακολούθησαν πειράματα, έτσι ώστε να γίνει σύγκριση των αποτελεσμάτων με τη θεωρητική ανάλυση και την προσομοίωση που είχε προηγηθεί.
Abstract (translated): This diploma thesis studies the behavior of a high step up DC/DC converter used in a waste heat recovery system of exhaust gases, through thermocouples, in a driving system for marine applications. The study was conducted at the Laboratory of Electromechanical Energy Conversion Department of Electrical and Computer Engineering, University of Patras. The aim is a thermocouple chain to be applied as the constant voltage source to the input of a boost converter with high voltage gain, so as to allow the interconnection of the thermocouples with the continuous voltage bus of a marine vessel channeling electrical power into it. Initially, a literature review on heat recovery systems has been studied giving special attention to the study of the properties of the thermocouples and the fundamental laws that govern their operation. Then the theoretical analysis of a DC/DC converter with a high step up ratio followed, which among others was the most suitable for the particular application and the basic mathematical relations and waveforms detailing his operation were presented. Next the simulation of a thermocouple model presented in the literature as well as the simulation of the proposed converter and the whole system in Matlab / Simulink environment was conducted followed by the comparison with the theoretical analysis. Finally a suitable experimental set up of the high step-up DC/DC converted was constructed, and the comparison of the experimental results with the theoretical analysis and simulation was presented.
Appears in Collections:Τμήμα Ηλεκτρολ. Μηχαν. και Τεχνολ. Υπολογ. (ΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Zarkadis(ele).pdf8.56 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons