طراحی و تحلیل یک ژنراتور بادی پیزوالکتریک با ساختار اگزتیک به کمک روش اجزای محدود

با بهبود مستمر فناوری مدارهای مجتمع و فناوری سیستم های الکترومکانیکی میکرو/نانو، توسعه دستگاه های ژنراتور کوچک به یک روند اجتناب ناپذیر در توسعه سیستم های میکرو الکترومکانیکی تبدیل شده است. از آنجا که حجم دستگاه های الکترونیکی به طور مداوم کاهش می یابند، در نتیجه آن می توان با استفاده از ژنراتورهای پیزوالکتریک انرژی باد، انرژی مورد نیاز ریزدستگاه ها را به راحتی تامین نمود. در این پژوهش ضمن تحلیل رفتار مبدل های پیزوالکتریک به کمک نرم-افزار اجزاء محدود آباکوس، با استفاده از ساختارهای آگزتیک روشی به منظور افزایش توان استحصال شده از ژنراتورهای بادی نیز ارایه گردیده است. به این منظور سه نوع ساختار اگزتیک متفاوت مورد استفاده قرار گرفته و تاثیر جنس و ضخامت لایه آگزتیک بر رفتار سازه مورد تحلیل قرار گرفته است. بررسی نتایج بدست آمده نشان دهنده افزایش قابل قبول در ولتاژ خروجی لایه پیزوالکتریک با استفاده از ساختارهای آگزتیک می باشد به نحوی که با استفاده از این نوع ساختار افزایش ۱۰۰ درصدی در خروجی قابل دستیابی است. همچنین افزایش چشمگیری در پتانسیل الکتریکی بدست آمده به کمک ساختارهای آگزتیک با شکل مشابه از جنس فولاد نسبت به ساختارهای آلومینیومی مشاهده گردید که این مسئله موید تاثیر شکل هندسی و جنس این ساختارها بر توان خروجی ژنراتور می باشد.

Keywords:

ژنراتور بادی , پیزوالکتریک , ساختار آگزتیک , افزایش توان