برداشت انرژی از ارتعاشات مکانیکی در اثر راه رفتن انسان؛ با بررسی تجربی کفپوش پیزوالکتریک

امروزه با توجه به پرهزینه بودن دسترسی به منابع انرژی تجدیدناپذیرو مشکلات و معایب استفاده از آن، بهرهگیری از منابع انرژی تجدیدپذیر از اهمیت بالایی برخوردار است . یکی از انواع منابع تجدیدپذیر، انرژی ارتعاشی است که جهت بهرهگیری از آن می توان انرژی ارتعاشی (مکانیکی ) حاصل از ارتعاش سازهها و ماشین آلات را به کمک روشهای مختلف به انرژی الکتریکی مورد استفاده تبدیل کرد. استفاده از مواد پیزوالکتریک یکی از این روشهاست که با اعمال نیرو به این گونه مواد، انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود. در این پژوهش با تمرکز بر برداشت انرژی از راهرفتن انسان، دو نمونه کفپوش پیزوالکتریک با مکانیزم متفاوت طراحی و ساخته شد که به کمک دو مدار الکتریکی فعال و غیرفعال طراحی شده، انرژی مکانیکی و ارتعاش ناشی از راه رفتن را به انرژی الکتریکی قابل استفاده تبدیل می کند. دو نوع کفپوش طراحی شده به منظور بررسی میزان ولتاژ و توان خروجی مورد آزمایش و ارزیابی قرارگرفتند. و نتایج حاصل نشان داد که میزان ولتاژ خروجی به عواملی مانند: نوع ساختار مکانیکی کفپوش، وزن افراد، سرعت راهرفتن و محل قرارگیری پا بر روی کفپوش وابسته است . این آزمایش که به واسطه ی مدار الکتریکی فعال که قابلیت اندازه گیری ولتاژ هر مبدل پیزوالکتریک و مجموع مبدلها را دارد، انجام گرفته است ، کفپوش نوع اول(حالت فشاری بدون استفاده از فنر) ولتاژ خروجی بین ۴۳۳/۳ تا ۲۵/۱۱ ولت و کفپوش نوع دوم(حالت فنری ) ولتاژ خروجی بین ۹۸/۲ تا ۸/۱۱ ولت را به طور میان ین تولید کردند و در نهایت کفپوش نوع اول به دلایل تولید ولتاژ بهتر در اکثر اوزان، هزینه ی ساخت و تعمیر و نگهداری کمتر و همین طور سهولت در نصب به عنوان طراحی بهینه تر انتخاب گردید.

کلیدواژه ها:

برداشت انرژی ، پیزوالکتریک ، کفپوش پیزوالکتریک ، انرژی حاصل از راه رفتن