Открытый доступ
Платный доступ
Исследование пьезоэлектрических генераторов с использованием схемы синхронизированного извлечения электрического заряда для преобразования энергии
Аннотация
Рассмотрена эффективность использования схемы синхронизированного извлечения электрического заряда (SECE) для увеличения мощности пьезоэлектрических генераторов. Установлено, что схема SECE обеспечивает стабильную работу независимо от внешней нагрузки, что упрощает проектирование систем для сбора энергии в изменяющихся условиях. Результаты исследований подтвердили, что пьезоэлементы, подключенные к SECE, имеют более высокую выходную мощность и расширенный диапазон рабочих частот по сравнению со стандартными схемами. В работе были представлены результаты моделирования и экспериментов, демонстрирующие улучшение характеристик при синхронизации извлечения электрического заряда (SECEопт) по сравнению с традиционными методами за счет уменьшения колебаний мощности и повышения эффективности преобразования энергии.
DOI: 10.71759/w61f-7x30
Ключевые слова
Литература
Rahman, A. Recent progress in electrical generators for oceanic wave energy conversion / A. Rahman, O. Farrok, M. R. Islam, W. Xu // IEEE Access: Practical Innovations, Open Solutions. — 2020. — Vol. 8. — Pp. 138595 – 138615.
Аль-Руфаи, Ф. М. Разработка и анализ комбинированной энергетической системы на основе пьезоэлектрических элементов / Ф. М. Аль-Руфаи, Б. А. Якимович, В. В. Кувшинов, В. В. Смирнов // Промышленная энергетика. — 2024. — № 3. — С. 31 – 40.
Аль-Руфаи, Ф. М. М. Использование пьезоэлектрических материалов для выработки электроэнергии от механических нагрузок на дорожное покрытие / Ф. М. М. Аль-Руфаи, Б. А. Якимович, С. П. Муровский [и др.] // Транспорт Азиатско-Тихоокеанского региона. — 2024. — № 1(38). — С. 5 – 12.
Li, H. Energy harvesting from low frequency applications using piezoelectric materials / Li, H., Tian, C., & Deng, Z. D. // Applied Physics Reviews, 2014. — 1 (4). — Рр. 041301.
Miller, L. M. Maximum performance of piezoelectric energy harvesters when coupled to interface circuits / L. M. Miller, A. D. T. Elliott, et al. // IEEE Sensors journal. — 2016. — Vol. 16, No. 12. — Pp. 4803 – 4815.
Rafique, S. Piezoelectric Vibration Energy Harvesting: Modeling and Experiments / S. Rafique. — Springer International Publishing, Berlin. — 2018, 172 p.
Edla, M. A self-powered H-Bridge joule theory circuit for piezoelectric energy harvesting systems / M. Edla, M. Deguchi, Y. Y. Lim // Power Electronic Devices and Components. — 2022. — Vol. 3. — Pp. 1 – 9.
Zhao, L. Y. Synchronized charge extraction in galloping piezoelectric energy harvesting / L. Y. Zhao, L. H. Tang, Y. W. Yang // J. Intell. Mater. Syst. Struct., 2016. — Vol. 27. — Pp. 453 – 468.
Lallart, M. Self-powered circuit for broadband, multimodal piezoelectric vibration control / M. Lallart, Й. Lefeuvre, C. Richard and D. Guyomar // Sensors and Actuators A: Physical, 2008. — Vol. 143(2). — Pp. 377 – 382.
Ottman, G. K. Optimized piezoelectric energy harvesting circuit using step-down converter in discontinuous conduction mode / G. K. Ottman, H. F. Hofmann, G. Lesieutre // IEEE Transactions on Power Electronics. — 2003. — Vol. 18(2). — Pp. 696 – 703.
Lefeuvre, E. Piezoelectric Energy Harvesting Device Optimization by Synchronous Electric Charge Extraction / E. Lefeuvre, A. Badel, C. Richard and D. Guyomar // Journal of Intelligent Material Systems and Structures. — 2005. — Vol. 16(10). — Pp. 865 – 876.
Bagheri, S. Numerical modeling and analysis of self-powered synchronous switching circuit for the study of transient charging behavior of a vibration energy harvester / S. Bagheri, N. Wu, S. Filizadeh / Smart Mater. Struct. — 2019. — Vol. 28. — Pp. 105056.
Zhiwei, Z. Modeling, analysis and comparison of four charging interface circuits for piezoelectric energy harvesting / Z. Zhiwei, X. Hongjun, T. Lihua // Mechanical Systems and Signal Processing. — 2021. — Vol. 152. — P. 107476.
Wu, P. H. An SECE array of piezoelectric energy harvesting / P. H. Wu, J. T. Lin, Y. C. Lo, Y. C. Shu, // Smart Mater. Struct. — 2021. — Vol. 30. — P. 045008.
Wang, X. Comparison of electromagnetic and piezoelectric vibration energy harvesters with different interface circuits / X. Wang, X. Liang, Z. Hao, H. Du, N. Zhang, M. Qian // Mech. Syst. Signal Process. — 2016. — Vol. 72 – 73. — Pp. 906 – 924.
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.
_(002).jpg)
© 1998 — 2025 НТФ "Энергопрогресс"
Адрес редакции: 129090, г. Москва, ул. Щепкина, д. 8
Телефон редакции 234-7449.
E-mail: prom_energy@rambler.ru; prom_energy1@mail.ru