The perceived battery capacity of battery-powered devices can be increased by harvesting energy from readily available sources. Third generation solar cells are a good candidate for this purpose since they can be integrated with these battery-powered devices and harvest power from diffused light. For a single third generation solar cell to be useful in the context of charging a Lithium based battery, the voltage must be increased tenfold. To increase this perceived battery capacity as much as possible, efficiency is crucial. In this thesis, DCDC converter topologies and designs are studied from a system design perspective. The specifications of a converter suitable for interfacing Dye-Sensitised Solar Cells with Lithium batteries are described and a market research is conducted based on those specifications. A comparison of the available commercial solutions is presented, highlighting the most suitable options. However, none of the commercial solutions met the specifications to the full extent. The design process of two DC-DC converters is presented, one is a Boost converter operating in Continuous Conduction Mode and the other is a Boost converter operating in Discontinuous Conduction Mode. A comparison of the two designs highlights the advantages of operating the Boost converter in Discontinuous Conduction Mode when interfaced with a Dye-Sensitised Solar Cell. The design with a Boost converter operating in Discontinuous Conduction Mode has an efficiency of 80.3 % and is capable of tracking the Maximum Power Point of the Dye-Sensitised Solar Cell. / Den uppfattade batterikapaciteten hos batteridrivna enheter kan ökas genom att skörda energi från lättillgängliga källor. Tredje generationens solceller är en bra kandidat för detta ändamål eftersom de kan integreras med dessa batteridrivna enheter och skörda ström från spritt ljus. För att en enda tredje generationens solcell ska vara användbar i samband med laddning av ett litiumbaserat batteri måste spänningen ökas tiofaldigt. För att öka denna uppfattade batterikapacitet så mycket som möjligt är effektiviteten avgörande. I denna avhandling studeras topologier och strategier för DC-DC-omvandlare från ett systemdesignperspektiv. Specifikationerna för en omvandlare som är lämplig för att ansluta Dye-sensitized solceller med litiumbatterier beskrivs och en marknadsundersökning utförs utifrån dessa specifikationer. En jämförelse av de tillgängliga kommersiella lösningarna presenteras och belyser de lämpligaste alternativen. Ingen av de kommersiella lösningarna uppfyllde emellertid specifikationerna i sin helhet. Designprocessen för två DC-DComvandlare presenteras, en Boost-omvandlare som arbetar i kontinuerligt ledande läge och en Boost-omvandlare som arbetar i diskontinuerligt ledande läge. En jämförelse av de två designerna belyser fördelarna med att driva Boost-omvandlaren i diskontinuerligt ledningsläge när den kopplats till en färgkänslig solcell. Konstruktionen med en Boostomvandlare som arbetar i diskontinuerlig ledningsläge har en effektivitet på 80.3 % och kan spåra den maximala effektpunkten för solcellen.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-254291 |
| Date | January 2018 |
| Creators | Lange, Sturla |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2018:160 |
Page generated in 0.0125 seconds