一个多向的压电-电磁振动能量收获器,用于在动态环境中可持续发电
YiYong Yu1, Jijun Zhou1, Can Tang1
1Institute of Precision Machinery and Smart Structure, Zhejiang Normal University, Jinhua 321004, P. R. China.
本研究介绍了一种用于可持续发电的多方向压电电磁振动能量收割器 (MD-PEVEH). 该设备展示了从不同方向捕获稳定,可适应的能量,有效地为电子元件提供动力.
科学领域:
- 收集能源 收集能源
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- 在无线传感器网络和物联网 (IoT) 应用中,对自动供电传感器的需求日益增长.
- 振动能量采集对于这些系统的可持续发电至关重要.
- 现有的收割机往往缺乏多方向适应性和稳定的输出功率.
研究的目的:
- 提出和评估一种新的多向压电电磁振动能量收割器 (MD-PEVEH).
- 为了提高能量捕获效率和稳定性,跨越各种振动方向.
- 为了证明收割机用于电源电子设备的实用性.
主要方法:
- 设计和制造使用摆形结构的多向压电电磁振动能量收割器 (MD-PEVEH).
- 压电和电磁模块的集成,以利用压电效应和电磁感应.
- 实验测试以评估输出功率,不同激发角度的稳定性和能量存储能力.
主要成果:
- MD-PEVEH的最大输出功率为6.99mW,频率为8.5Hz.
- 在不同的激发角度,功率波动保持在5%以内,表明了多方向适应性.
- 成功充电电容器 (20V在13秒内为10μF) 并为多个电子元件 (LED,传感器,发射器) 提供电源.
结论:
- 由于其多方向适应性和稳定的输出功率,MD-PEVEH为可持续的能源采集提供了有前途的解决方案.
- 集成的压电和电磁方法有效地提高了能量收集性能.
- 收割机能够为实用的电子载荷提供动力,这证明了它在现实应用中的潜力.
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