Získávání elektrické energie z půdy a vzduchu pomocí termoelektrického generátoru

Kamil Bančík

Diplomová práce

Electrical Energy Harvesting from Soil and Ambient Air Using a Thermoelectric Generator

Anotace:

Cílem této diplomové práce je sestrojení funkčního prototypu zařízení pro získávání elektrické energie z půdy a okolního vzduchu s použitím termoelektrického měniče. V teoretické části této práce jsou popsány jednotlivé fyzikální principy, využívané termoelektrickými měniči. Jsou zde popsány také jednotlivé principy a technologie vhodných teplotních snímačů pro měření teploty v půdním profilu. Praktická část ve svém úvodu obsahuje rešerši zařízení pro sběr energie z okolí, využívající podobné principy pro získávání energie z teplotní diference mezi půdou a okolním prostředím. Součástí je také vlastní návrh a konstrukce funkčního prototypu zařízení a jeho následná realizace. K tomuto zařízení je posléze vytvořen měřící řetězec pro zajištění sběru měřených parametrů na prototypu v aplikačních podmínkách. Výsledky jsou posléze statisticky zpracovány, je provedena jejich diskuze a srovnání vůči existujícím aplikacím.

Abstract:

This thesis aims to build a working prototype of a device for energy harvesting from the soil and ambient air using a thermoelectric converter. The theoretical part of this thesis describes the different physical principles used by thermoelectric converters. The various principles and technologies of suitable temperature sensors for measuring the temperature in the soil profile are also described. A survey of ambient energy harvesting devices using similar principles to harvest energy from the temperature difference between the soil and the surrounding environment is included at the beginning of the practical part of this thesis. The practical part also includes the actual design and construction of a working prototype of the device and its subsequent implementation. A measurement chain is developed for this prototype to perform the collection of measured parameters on the prototype in application conditions. The results are then statistically processed, discussed, and compared against existing applications.

Klíčová slova

cDAQ-9185, LabVIEW, MATLAB, NI-9216, NI-9219, Peltierův článek, Pt100, Půdní profil, Sběr energie, TEG, TEC

Keywords

cDAQ-9185, LabVIEW, MATLAB, NI-9216, NI-9219, Peltier cell, Pt100, Soil profile, Energy harvesting, TEG, TEC

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 4. 2023

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 2. 6. 2023
• Vedoucí: Michal Prauzek
• Oponent: Lucie Sebešová

VŠB – Technická univerzita Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Magisterský studijní program:
Řídicí a informační systémy