سیزدهمین کنگره ملی مکانیک بیوسیستم و مکانیزاسیون ایران (مکانیک بیوسیستم 1400)
عنوان فارسی مروری بر روش‌های برداشت انرژی با استفاده از مواد پیزوالکتریک
چکیده فارسی مقاله بحران انرژی، گرمایش جهانی کره زمین و آلودگی های زیست محیطی محققان را بر آن داشت تا فناوری های نوین را برای برداشت انرژی از محیط کشف کنند. انرژی مکانیکی پر کاربردترین انرژی محیطی است که می تواند جذب شده و به نیروی الکتریکی مفید تبدیل شود. استفاده از مبدل های پیزوالکتریک یکی از روش های متداول برای برداشت و تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی مفید می باشد. این نوع مبدل ها ضریب جفت شدگی بالاتری نسبت به مبدل های الکترومغناطیس، الکترواستاتیک و تریبوالکتریک دارند. پیشرفت مواد در مقیاس نانو و میکرو و فرآیندهای تولید، ساخت ژنراتورهای پیزوالکتریک با ویژگی های مطلوب مانند ضریب جفت شدگی الکترومکانیکی پیشرفته، ضریب پیزوالکتریک بالاتر، انعطاف پذیری بیشتر؛ قابلیت ادغام برای کاربردهای مختلف را ممکن ساخته است. علاوه بر این دستگاه های الکترونیکی با توان مصرفی کم، نظیر حسگر ها و دستگاه های بی سیم به سرعت در حال گسترش هستند. پیش بینی می گردد در آینده ای نزدیک بسیاری از قطعات و ادوات الکترونیکی انرژی مورد نیاز خود را به کمک مبدل های پیزوالکتریک تامین کنند. بنابراین در این مقاله به روش های مختلف برداشت انرژی مکانیکی از محیط با کمک مواد پیزوالکتریک پرداخته شده است و اصول تبدیل انرژی پیزوالکتریک مشخص شده است و مکانیزم های کاری ژنراتورهای پیزوالکتریک نشان داده شده است. کاربرد های پیزوالکتریک در وسایل نقلیه، سطح جاده ها، سازه در برخورد با سیالات و خانه های هوشمند بررسی گردیده است. به طور خلاصه، این بررسی طیف گسترده ای از مکانیزم های پیزوالکتریک را برای تامین انرژی الکترونیک بی سیم در زمینه های مختلف ارائه می دهد.بحران انرژی، گرمایش جهانی کره زمین و آلودگی های زیست محیطی محققان را بر آن داشت تا فناوری های نوین را برای برداشت انرژی از محیط کشف کنند. انرژی مکانیکی پر کاربردترین انرژی محیطی است که می تواند جذب شده و به نیروی الکتریکی مفید تبدیل شود. استفاده از مبدل های پیزوالکتریک یکی از روش های متداول برای برداشت و تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی مفید می باشد. این نوع مبدل ها ضریب جفت شدگی بالاتری نسبت به مبدل های الکترومغناطیس، الکترواستاتیک و تریبوالکتریک دارند. پیشرفت مواد در مقیاس نانو و میکرو و فرآیندهای تولید، ساخت ژنراتورهای پیزوالکتریک با ویژگی های مطلوب مانند ضریب جفت شدگی الکترومکانیکی پیشرفته، ضریب پیزوالکتریک بالاتر، انعطاف پذیری بیشتر؛ قابلیت ادغام برای کاربردهای مختلف را ممکن ساخته است. علاوه بر این دستگاه های الکترونیکی با توان مصرفی کم، نظیر حسگر ها و دستگاه های بی سیم به سرعت در حال گسترش هستند. پیش بینی می گردد در آینده ای نزدیک بسیاری از قطعات و ادوات الکترونیکی انرژی مورد نیاز خود را به کمک مبدل های پیزوالکتریک تامین کنند. بنابراین در این مقاله به روش های مختلف برداشت انرژی مکانیکی از محیط با کمک مواد پیزوالکتریک پرداخته شده است و اصول تبدیل انرژی پیزوالکتریک مشخص شده است و مکانیزم های کاری ژنراتورهای پیزوالکتریک نشان داده شده است. کاربرد های پیزوالکتریک در وسایل نقلیه، سطح جاده ها، سازه در برخورد با سیالات و خانه های هوشمند بررسی گردیده است. به طور خلاصه، این بررسی طیف گسترده ای از مکانیزم های پیزوالکتریک را برای تامین انرژی الکترونیک بی سیم در زمینه های مختلف ارائه می دهد.بحران انرژی، گرمایش جهانی کره زمین و آلودگی های زیست محیطی محققان را بر آن داشت تا فناوری های نوین را برای برداشت انرژی از محیط کشف کنند. انرژی مکانیکی پر کاربردترین انرژی محیطی است که می تواند جذب شده و به نیروی الکتریکی مفید تبدیل شود. استفاده از مبدل های پیزوالکتریک یکی از روش های متداول برای برداشت و تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی مفید می باشد. این نوع مبدل ها ضریب جفت شدگی بالاتری نسبت به مبدل های الکترومغناطیس، الکترواستاتیک و تریبوالکتریک دارند. پیشرفت مواد در مقیاس نانو و میکرو و فرآیندهای تولید، ساخت ژنراتورهای پیزوالکتریک با ویژگی های مطلوب مانند ضریب جفت شدگی الکترومکانیکی پیشرفته، ضریب پیزوالکتریک بالاتر، انعطاف پذیری بیشتر؛ قابلیت ادغام برای کاربردهای مختلف را ممکن ساخته است. علاوه بر این دستگاه های الکترونیکی با توان مصرفی کم، نظیر حسگر ها و دستگاه های بی سیم به سرعت در حال گسترش هستند. پیش بینی می گردد در آینده ای نزدیک بسیاری از قطعات و ادوات الکترونیکی انرژی مورد نیاز خود را به کمک مبدل های پیزوالکتریک تامین کنند. بنابراین در این مقاله به روش های مختلف برداشت انرژی مکانیکی از محیط با کمک مواد پیزوالکتریک پرداخته شده است و اصول تبدیل انرژی پیزوالکتریک مشخص شده است و مکانیزم های کاری ژنراتورهای پیزوالکتریک نشان داده شده است. کاربرد های پیزوالکتریک در وسایل نقلیه، سطح جاده ها، سازه در برخورد با سیالات و خانه های هوشمند بررسی گردیده است. به طور خلاصه، این بررسی طیف گسترده ای از مکانیزم های پیزوالکتریک را برای تامین انرژی الکترونیک بی سیم در زمینه های مختلف ارائه می دهد.بحران انرژی، گرمایش جهانی کره زمین و آلودگی های زیست محیطی محققان را بر آن داشت تا فناوری های نوین را برای برداشت انرژی از محیط کشف کنند. انرژی مکانیکی پر کاربردترین انرژی محیطی است که می تواند جذب شده و به نیروی الکتریکی مفید تبدیل شود. استفاده از مبدل های پیزوالکتریک یکی از روش های متداول برای برداشت و تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی مفید می باشد. این نوع مبدل ها ضریب جفت شدگی بالاتری نسبت به مبدل های الکترومغناطیس، الکترواستاتیک و تریبوالکتریک دارند. پیشرفت مواد در مقیاس نانو و میکرو و فرآیندهای تولید، ساخت ژنراتورهای پیزوالکتریک با ویژگی های مطلوب مانند ضریب جفت شدگی الکترومکانیکی پیشرفته، ضریب پیزوالکتریک بالاتر، انعطاف پذیری بیشتر؛ قابلیت ادغام برای کاربردهای مختلف را ممکن ساخته است. علاوه بر این دستگاه های الکترونیکی با توان مصرفی کم، نظیر حسگر ها و دستگاه های بی سیم به سرعت در حال گسترش هستند. پیش بینی می گردد در آینده ای نزدیک بسیاری از قطعات و ادوات الکترونیکی انرژی مورد نیاز خود را به کمک مبدل های پیزوالکتریک تامین کنند. بنابراین در این مقاله به روش های مختلف برداشت انرژی مکانیکی از محیط با کمک مواد پیزوالکتریک پرداخته شده است و اصول تبدیل انرژی پیزوالکتریک مشخص شده است و مکانیزم های کاری ژنراتورهای پیزوالکتریک نشان داده شده است. کاربرد های پیزوالکتریک در وسایل نقلیه، سطح جاده ها، سازه در برخورد با سیالات و خانه های هوشمند بررسی گردیده است. به طور خلاصه، این بررسی طیف گسترده ای از مکانیزم های پیزوالکتریک را برای تامین انرژی الکترونیک بی سیم در زمینه های مختلف ارائه می دهد.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله
عنوان انگلیسی A review of energy extraction methods using piezoelectric materials
چکیده انگلیسی مقاله The energy crisis, global warming, and environmental pollution have prompted researchers to discover new technologies for extracting energy from the environment. Mechanical energy is the most widely used environmental energy that can be absorbed and converted into useful electrical force. The use of piezoelectric converters is one of the common methods for harvesting and converting mechanical energy into useful electrical energy. These types of exchangers have a higher coupling coefficient than electromagnetic, electrostatic and triboelectric exchangers. Development of nanoscale and micro scale materials and production processes, construction of piezoelectric generators with desirable characteristics such as advanced electromechanical coupling coefficient, higher piezoelectric coefficient, more flexibility; Ability to integrate for different applications. In addition, low-power electronic devices, such as sensors and wireless devices, are expanding rapidly. It is predicted that in the near future many electronic components and devices will supply their required energy with the help of piezoelectric converters. Therefore, in this paper, different methods of mechanical energy extraction from the environment with the help of piezoelectric materials are discussed and the principles of piezoelectric energy conversion are specified and the working mechanisms of piezoelectric generators are shown. The applications of piezoelectricity in vehicles, road surfaces, structures in dealing with fluids and smart homes have been investigated. In summary, this study presents a wide range of piezoelectric mechanisms for wireless electronic power supply in various fields.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله پیزوالکتریک, برداشت انرژی, الکترونیک بی‌سیم
نویسندگان مقاله Mohammad Agah - University of Tehran

Shahin Rafiee - University of Tehran

نشانی اینترنتی http://ncame1400.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-101-1&slc_lang=fa&sid=1
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   دوره مرتبط   |   کنفرانس مرتبط   |   فهرست کنفرانس ها