دانلود مقاله ترجمه شده توپولوژی و روش بهینه سازی طراحی برای برداشت کننده های انرژی بادی پیزو الکتریک پهن باند

چکیده

در این مقاله، یک توپولوژی برای برداشت انرژی بادی پیزو الکتریک پهن باند و یک روش بهینه سازی طراحی برای دستیابی به حداکثر انرژی قابل دسترس با در نظر گرفتن مدل توزیع سرعت باد ارائه می شود. دستگاه پیشنهادی برای تأمین توان گره های حسگر بی سیم در کاربردهای نظارت هوشمند مفید است. این دستگاه شامل تیر پیزو الکتریکی است که به علت برهم کنش های بین آهنرباهای دائمی (PM) که به صورت کوچک ساخته شده و در توربین کوچکی جاسازی شده اند و آهنربایی در نوک تیر، ارتعاش می کند. روش طراحی، فرکانس رزونانس این تیر را با توجه به مدل توزیع سرعت باد تعیین می کند. در مقایسه با توپولوژی های پهن باند متعارف که شامل تیرهای متعددی برای رزونانس در فرکانس های مختلف می باشند، توپولوژی پیشنهادی تنها از یک تیر استفاده می کند و از طریق قرار دادن PM هایی در داخل توربین به مشخصۀ پهن باند دست می یابد. این مشخصه باعث افزایش چگالی توان برداشت کنندۀ انرژی بادی پیزو الکتریک می شود. مشخصۀ پهن باند این دستگاه از طریق آزمایش بر روی نمونۀ اولیۀ دستگاه تایید شده است، رزونانس تیر برای این نمونۀ اولیه در سرعت های چرخش فن 155.0، 193.5، 257.9 و 387.0 رادیان بر ثانیه رخ می دهد. حداکثر چگالی توان، حداکثر بازدهی، و سرعت باد راه انداز دستگاه به ترتیب برابر با ³mW/cm 59، 24٪، و m/s 2.1 هستند.

1-مقدمه

گره های حسگر بی سیم (WSN) خود-تامین نو ظهوری که به جای باتری از برداشت کننده های انرژی استفاده می کنند، عناصر کلیدی در گسترش شبکه های نظارت هوشمند خواهند بود [1] - [3]. تعویض باتری ها در شبکه های حسگر بیسیم، پروسۀ پرهزینه ای در جاهای دوردست و خارج از دسترس از قبیل نظارت بر سلامت سازه ها و دستگاه نظارت پراکنده در شبکه های هوشمند نو ظهور می باشد ...