Badania symulacyjne piezoelektrycznego dwubelkowego układu pozyskiwania energii elektrycznej

Zaproponowany układ dwubelkowy składa się z generatora z warstwami piezoelektrycznymi i wzmacniacza drgań. Wymuszenie kinematyczne zrealizowano jako harmoniczny poprzeczny ruch podpory. W pracy skupiono się na wpływie parametrów geometrycznych i materiałowych wzmacniacza na efektywność zamiany energii mechanicznej w energię elektryczną. Wyniki otrzymane metodą analityczną i metodą elementów skończonych przedstawiono w postaci charakterystyk amplitudowo-częstotliwościowych generowanego napięcia. Porównano wybrane maksymalne wartości amplitudy napięcia i częstości drgań własnych, zestawiając je w tabelach. Na podstawie oszacowanych błędów względnych stwierdzono poprawność zastosowanego modelu MES.

In this paper the double beam system, which consists of generator (with piezoelectric layers) and resonator, was presented. Excitation was realized by the transverse harmonic movement of the support. The influence of geometrical and material properties of the resonator on the efficiency of conversion from mechanical energy into electrical energy were investigated. Results obtained by the analytical and the finite element method were shown as amplitude-frequency characteristics of the generated voltage. Comparison of the maximum voltage amplitude and the natural frequencies was summarized in the tables. On the basis of relative errors the correctness of the FEM model was confirmed.