بررسی، مدلسازی و ساخت مکانیزم ترکیبی برداشت انرژی از جریان باد و ارتعاشات با استفاده از مواد پیزوالکتریک

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: کارشناسی ارشد

عنوان: Title: بررسی، مدلسازی و ساخت مکانیزم ترکیبی برداشت انرژی از جریان باد و ارتعاشات با استفاده از مواد پیزوالکتریک

ارائه دهنده: Provider: سمانه فرهانی

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر علیرضا شوشتری

اساتید مشاور: Advisory Professors: دکتر محسن گودرزی

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر علی علوی نیا دکتر رحمن سیفی

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: روز پنج­شنبه به تاریخ 19 فروردین 1400 و ساعت 16:00 الی 18:00

مکان ارائه: Place of presentation:

چکیده: Abstract: در این پایان نامه، ابتدا مفاهیم اساسی انرژی، تاریخچه و انواع آن، ساختار مواد پیزوالکتریک و ارتعاشات ناشی از تعامل سیال با ساختار بیان شده‌اند. سپس عملکرد انواع مختلف برداشت‌کننده انرژی باد به وسیله مواد پیزوالکتریک بررسی و با هم مقایسه شد. سپس بر اساس نتایج به دست آمده از این مقایسه، پارامترهای موثر در بهبود عملکرد برداشت‌کننده به دست آمد که به این شرح‌ می‌باشند: مکانیزم راه‌انداز سیستم، شبیه به توربین و دوار باشد. اعمال تنش در ماده پیزوالکتریک از طریق ضربه صورت گیرد. ماده پیزوالکتریک از نوع سرامیکی باشد. برداشت‌کننده توانایی اعمال ضربه به تعدادی از سرامیک‌ها به طور همزمان را داشته باشد. امکان ترکیب مبدل‌های پیزوالکتریک، الکترومغناطیس و پنل خورشیدی در یک برداشت‌کننده وجود داشته باشد. پس بر اساس این داشته‌ها، چند ایده اولیه ارائه شد و در نهایت مکانیزمی طراحی و ساخته شد که در آن به ازای هر 60 درجه چرخش شفت، به صورت همزمان به نه سرامیک پیزوالکتریک ضربه وارد شده و انرژی برداشت می‌شود. از طرفی برای بالابردن بازده این دستگاه، یک سروو موتور نیز به شفت وصل شده تا انرژی الکتریکی حاصل از میدان مغناطیسی ایجاد شده در سیم‌پیچ‌های موتور نیز برداشت شود. ساختار مدار الکتریکی استفاده شده برای مصرف و ذخیره انرژی شرح داده شده است. در نهایت برخی پارامترهای دینامیکی دستگاه در نرم‌افزار ادمز تحلیل شده و اثر پیزوالکتریک نیز در نرم‌افزار کامسول شبیه‌سازی شده است. این مکانیزم در عمل توانایی روشن نمودن همزمان LED ها را دارد و یا می‌توان انرژی تولید شده توسط پیزوالکتریک‌ها را ذخیره نمود. مشاهده می‌شود در سرعت باد بین 2 تا 4 متر بر ثانیه، که سرعت دورانی شفت کمتر است و مهره-ها به طور منظم به پیزوالکتریک ضربه می‌زنند، انرژی توسط مدارهای پیزوالکتریک جاروب می‌شود و در سرعت بادهای بالاتر که مهره‌ها در انتهای مسیرشان روی سطح منشور شش ضلعی ثابت شده‌اند، در سرعت دورانی بالای شفت، انرژی توسط مدار مغناطیسی سروو موتور برداشت می‌شود. با استفاده از نوع بهتری از مواد پیزوالکتریک بازده سیستم افزایش خواهد یافت. این سیستم برای استفاده شخصی در باغ‌ها و مزارع و نیز در محیط‌های عمومی قابل استفاده است. ابعاد سیستم قابل تغییر بوده و می‌توان آن را در ابعاد کوچک‌تری ساخت. در دستگاه ساخته شده، گستره بادی که در آن در عین پایداری سازه، انرژی برداشت می‌شود، نسبت به سایر سیستم‌ها بیشتر است

فایل: ّFile: دانلود فایل