مروری بر روش های برداشت انرژی با استفاده از مواد پیزوالکتریک

بحران انرژی، گرمایش جهانی کرد 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 روشهای 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 ویژگیهای 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 دستگاههای الکترونیکی با توان مصرفی کم، نظیر حسگرها و دستگاههای بی سیم به سرعت در حال گسترش هستند. پیش بینی می گردد در آینده ای نزدیک بسیاری از قطعات و ادوات الکترونیکی انرژی موردنیاز 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 پیزوالکتریکی پرداخته شده است و اصول تبدیل انرژی پیزوالکتریک مشخص شده است و مکانیزم های کاری ژنراتورهای پیزوالکتریکی نشان داده شده است. کاربردهای پیزوالکتریک در وسایل نقلیه، سطح جادهها، 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.

Keywords:

پیزوالکتریک , برداشت انرژی , الکترونیک بی سیم