评估一套综合功率管理系统,用于采集多种微生物燃料电池能源的最大功率点跟踪算法
Rodrigo Fernandez Feito1, Tahreem Younas1, Richard M Dinsdale1
1Sustainable Environment Research Centre, University of South Wales, Llantwit Road, Pontypridd, Rhondda Cynon Taff CF37 1DL, UK.
Bioelectrochemistry (Amsterdam, Netherlands)
|November 6, 2023
概括
本研究介绍了微生物燃料电池 (MFC) 的功率管理系统 (PMS),该系统有效地收集能量并最大化功率输出. 该系统实现了高效率,实现了低能耗的自动供电电子产品.
科学领域:
- 可再生能源系统可再生能源系统
- 生物电子学 生物电子学
- 电力电子 电力电子 电力电子
背景情况:
- 微生物燃料电池 (MFC) 提供可持续的能源,但需要高效的电力管理.
- 将MFC集成到电子设备中需要强大的系统来收集能量和调节电压.
研究的目的:
- 开发和评估一个全面的电力管理系统 (PMS),以优化从多个MFC中收集能源.
- 为了实现高效的最大功率点 (MPP) 追踪和稳定的输出电压,为电子负载提供动力.
主要方法:
- 一个同步提升转换器,具有可变的步骤大小增量电导算法,用于MPP跟踪.
- 基于hysteresis的控制器用于调节输出电压到3.3V.
- 在不同的操作条件下与模拟和真实管状MFC集成和测试.
主要成果:
- 该PMS成功跟踪了多达五个MFC的MPP,实现了高达87%的综合效率.
- 该系统表现出低功耗 (在3.3V下低于5.8mW),具有节能功能.
- 使用基于歇斯底里的控制方法实现了稳定的输出电压调节.
结论:
- 开发的PMS有效地最大限度地从MFC和电源电子系统中获取能量.
- 该系统的效率和低功耗使其适用于自动供电的MFC应用.
- 整合MPP跟踪和电压调节可以提高MFC作为电源的可行性.
