Abstract

The proposed research work investigates a thermoelectric energy harvester system for generating electricity from waste heat dissipated through the wind generator stator windings to feed a single-phase AC grid. Since the wind velocity is changing at every instant, a dynamic analysis is carried out under varying temperature conditions. A single thermoelectric module (TEM) can generate low power in the range of a few watts. To increase the power, the TEMs can be connected in square series–parallel configuration, as it has the benefit of non-varying internal resistance value. To operate the TEMs at maximum power under varying temperature conditions, the maximum power point tracking (MPPT) needs to be carried out to match the internal resistance of the TEM array with the load resistance. A fuzzy logic-based MPPT technique is employed during this work, in view that it is adaptive, robust and respond rapidly under varying temperature conditions. The change in accuracy of fuzzy logic-based MPPT controller in terms of maximum power point is found to be 95.18% to 99.24%. To feed the generated power to the single-phase AC grid, a DC–DC boost converter with controller and inverter is essential. A proportional integral (PI) controller is simple to implement and can provide an inverter with a constant DC voltage. A sine pulse width modulation (SPWM) inverter is employed in this work that has the capability of producing an appropriate voltage and frequency for interconnecting the system to AC grid. The entire system was developed and analysed using MATLAB-Simulink.

中文翻译：

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基于模糊逻辑的MPPT技术在风力发电机定子绕组散发的热能收集中的应用。

摘要

拟议的研究工作研究了一种热电能量收集器系统，该系统可通过通过风力发电机定子绕组散发的废热发电，为单相交流电网供电。由于风速每时每刻都在变化，因此需要在变化的温度条件下进行动态分析。单个热电模块（TEM）可以产生几瓦特的低功率。为了提高功率，可以将TEM串联成正方形-并联配置，因为它具有不变的内部电阻值的优势。为了在变化的温度条件下以最大功率运行TEM，需要执行最大功率点跟踪（MPPT），以使TEM阵列的内部电阻与负载电阻匹配。在这项工作中采用了基于模糊逻辑的MPPT技术，鉴于它具有适应性，鲁棒性，并且在变化的温度条件下能够快速响应。发现基于模糊逻辑的MPPT控制器在最大功率点方面的精度变化为95.18％至99.24％。为了将产生的功率馈送到单相交流电网，具有控制器和逆变器的DC-DC升压转换器至关重要。比例积分（PI）控制器易于实现，可以为逆变器提供恒定的DC电压。在这项工作中使用了正弦脉冲宽度调制（SPWM）逆变器，该逆变器具有产生适当的电压和频率以将系统互连到交流电网的能力。整个系统是使用MATLAB-Simulink开发和分析的。发现基于模糊逻辑的MPPT控制器在最大功率点方面的精度变化为95.18％至99.24％。为了将产生的功率馈送到单相交流电网，具有控制器和逆变器的DC-DC升压转换器至关重要。比例积分（PI）控制器易于实现，可以为逆变器提供恒定的直流电压。在这项工作中使用了正弦脉冲宽度调制（SPWM）逆变器，该逆变器具有产生适当的电压和频率以将系统互连到交流电网的能力。整个系统是使用MATLAB-Simulink开发和分析的。发现基于模糊逻辑的MPPT控制器在最大功率点方面的精度变化为95.18％至99.24％。为了将产生的功率馈送到单相交流电网，具有控制器和逆变器的DC-DC升压转换器至关重要。比例积分（PI）控制器易于实现，可以为逆变器提供恒定的直流电压。在这项工作中使用了正弦脉冲宽度调制（SPWM）逆变器，该逆变器具有产生适当的电压和频率以将系统互连到交流电网的能力。整个系统是使用MATLAB-Simulink开发和分析的。比例积分（PI）控制器易于实现，可以为逆变器提供恒定的直流电压。在这项工作中使用了正弦脉冲宽度调制（SPWM）逆变器，该逆变器具有产生适当的电压和频率以将系统互连到交流电网的能力。整个系统是使用MATLAB-Simulink开发和分析的。比例积分（PI）控制器易于实现，可以为逆变器提供恒定的直流电压。在这项工作中使用了正弦脉冲宽度调制（SPWM）逆变器，该逆变器具有产生适当的电压和频率以将系统互连到交流电网的能力。整个系统是使用MATLAB-Simulink开发和分析的。