Разработка и анализ комбинированной энергетической системы на основе пьезоэлектрических элементов

Аннотация

Исследовано генерирование электроэнергии с помощью пьезоэлектрических элементов (в частности, PZT-4, PZT-5A и PZT-5H) с целью выявления наиболее эффективного материала для устойчивой работы энергокомплекса с достаточными энергетическими характеристиками. Для создания системы выработки энергии для освещения уличных фонарей, зарядки аккумуляторов постоянного тока и работы маломощных устройств (таких, как датчики) были использованы материалы, способные преобразовывать механическое напряжение в электричество. Исследование включало в себя сборку модели с пьезоэлектрическими дисками, ее испытание на одноосное сжатие и сравнение практических результатов с результатами моделирования в программе COMSOL. Сходство между экспериментальными и смоделированными результатами составило более 90 %. Было также установлено, что различные нагрузки и частоты влияют на выходную мощность. При этом PZT-диск имеет мощность 340 мВт при вертикальной нагрузке 3000 Н и частоте 30 Гц, что является перспективным решением для приложений с низким энергопотреблением.