مدلسازی مکاترونیکی برداشت کننده انرژی بادی بر پایه خاصیت پیزوالکتریک

امروزه کشورها شاهد افزایش چشمگیر تحقیق، توسعه و عرضه سیستم های انرژی های تجدیدپذیر هستند و این فعالیتها و صرف بودجه های مذکور در نهایت باعث کاهش قیمت تمام شده انرژی های تجدیدپذیر و رقابت پذیری با سیستمهای انرژی سنتی موجود می گردد. انرژی باد که جز مهمترین منابع انرژی تجدیدپذیر است می تواند به عنوان یکی از منابعتولید کننده انرژی مکانیکی برای برداشت کننده ی انرژی از نوع پیزوالکتریکی باشد. به همین منظور تکنولوژی جدید بهسمت برداشت انرژی مکانیکی ناشی از نوسانات باد و سپس تبدیل آن به انرژی الکتریکی توسط مبدل پیزوالکتریک، طبقاثر مستقیم پیزوالکتریک پیش رفته است. به طورکلی مطالعه و تحلیل سیستم های برداشت انرژی مبتنی بر پیزوالکتریکشامل آنالیز ساختارهای مولد ارتعاش، مدل سازی رفتار ماده پیزوالکتریک و به دست آوردن توان الکتریکی خروجی با توجهبه نحوه کوپلینگ انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی است. این مقاله با انتخاب برداشت کننده انرژی پیزوالکتریک به عنوانیک ابزار الکترومکانیک در تبدیل انرژی مکانیکی ناشی از نوسانات محیط به انرژی الکتریکی، به مدلسازی این ابزار بااستفاده از سیستم جرم و فنر و دمپر در بخش مکانیکی و مقاومت و خازن در بخش الکتریکی و رسم مدار معادل الکتریکیمربوط به مبدل پیزوالکتریک می پردازد. سپس پارامترهای مؤثر در مدلسازی یک پیزوالکتریک پر قدرت، نظیر: پارامترهایمدار معادل ((C(s), C(m), L(m), R(d)، فرکانس رزونانس ((f(r) و آنتی رزونانس ((f(a)، ضریب کیفیت مکانیکی ((Q(m) و ضریبتبدیل نیرو (A) را بررسی نموده و در آخر ولتاژ خروجی و توان الکتریکی تولید شده توسط مبدل پیزوالکتریک را بر اساسپارامترهای مدار معادل محاسبه می نماید.

کلیدواژه ها:

پیزوالکتریک ، ابزار الکترومکانیک ، مدلسازی