[发明专利]来自电力馈线的热电发电的装置、方法和系统

说明书

本发明公开了利用热电发电机（TEG）设备从电力电缆产生的热量发电的装置、方法和系统。装置包含多个热电发电机（TEG）设备。每一个TEG设备具有经配置用于安置在与电力电缆的外表面热连通的位置中的第一表面和经配置用于在最接近电力电缆四周的周围环境安置的第二表面。该装置也包含电力地耦合到TEG设备上的一组终端。当第一表面和第二表面之间存在温度差异时，TEG设备将热量转变成该组终端处的电力。

技术领域

本发明通常涉及热电发电。

背景技术

由于欧姆加热电力馈线在电力分配系统中可产生重大的热量。产生的热量可能是不合需要的。例如，电力馈线的电阻系数可随着温度增加，使得电力馈线的工作不如电力馈线的温度增加有效。产生的热量也可对其他装备或结构发生负作用。当电力系统安装在封闭的空间中时，可提供冷却系统，以便清除由电力馈线产生的热量。工作的冷却系统可消耗电力，其可减少利用电力馈线的系统的总能量功效。

发明内容

公开了利用热电发电机(TEG)设备从电力电缆产生的热量发电的装置、方法和系统。TEG设备可最接近电力电缆的外表面安置。电力电缆和周围环境之间的温度差异引起TEG设备发电(例如，通过塞贝克效应(Seebeck effect))。TEG设备将热量转变成电力，其导致电力电缆的某些冷却。

电力电缆可经过具有不同周围环境和不同周围温度的多个区域。电力馈线电缆和不同的周围温度之间的温度差异在不同的区域可以是不同的。TEG设备的输出电压水平可与穿过TEG设备的温度差异相关。因此，TEG设备在不同的区域中可输出在不同的电压水平上的电。将在不同的电压水平上发电的TEG设备耦合到共同的总线上可导致电力的某些损失。本发明的实施例监视由不同的TEG设备或TEG设备组产生的电力的电压和电流，且可控制耦合到TEG设备上的电力转换器，以便在它们的最大功率点上操作每一个TEG设备或TEG设备组，和以便将收到的TEG设备的电力转变成公共电压。

具体的实施例中，装置包含多个热电发电机(TEG)设备。每一个TEG设备具有经配置用于安置成与电力电缆的外表面热连通的第一表面和经配置用于在最接近电力电缆四周的周围环境安置的第二表面(例如，和靠近电力电缆相比，更靠近周围环境)。装置也包含电力地耦合到TEG设备上的一组终端。当第一表面和第二表面之间存在温度差异时，TEG设备将热量转变成一组终端处存在的电力。装置可进一步包含热传导的封套，其是可变形的，以便完全地符合电力电缆的外表面。装置也可进一步包含一个或更多散热片突出，其是从电力电缆伸出来的。

另一个具体的实施例中，方法包含接收第一热电发电机(TEG)设备的第一电能，其中第一TEG设备与电力电缆的第一部分热连通和与电力电缆的第一部分经过的第一周围环境热连通。经过电力电缆的第一部分的电流可导致电力电缆的第一部分和第一周围环境之间的第一温度差异。第一电能是在可由第一最大功率点跟踪设备控制的第一电压上产生的。方法也包括接收第二TEG设备的第二电能，其中第二TEG设备与电力电缆的第二部分热连通和与电力电缆的第二部分经过的第二周围环境热连通。经过电力电缆的第二部分的电流可导致电力电缆的第二部分和第二周围环境之间的第二温度差异。第二电能是在可由第二最大功率点跟踪设备控制的第二电压上产生的。方法也包含将第一电压和第二电压调整成第三电压。