Clasificación del Potencial de Energía Eólica de las Estaciones Meteorológicas de Irán y Su Extracción de Energía mediante Elemento Piezoeléctrico
Autores: Agah, Mohammad; Sajadian, Khalil Allah; Khanali, Majid; Sadeghi, Seyed Mohammad Moein; Khanbazi, Mehdi; Marcu, Marina Viorela
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Clasificación del Potencial de Energía Eólica de las Estaciones Meteorológicas de Irán y Su Extracción de Energía mediante Elemento Piezoeléctrico
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión del conocimiento
Palabras clave
Recolección de energía
Piezoeléctricos
Velocidad del viento
Vibración inducida por vórtices
Viga cantilever piezoeléctrica
Voltaje extraído
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
Los piezoeléctricos se han utilizado en varios trabajos recientes para extraer energía del medio ambiente. Este estudio examina la velocidad media del viento en Irán y evalúa la cantidad de voltaje extraído de las vibraciones inducidas por vórtices con la viga cantiléver piezoeléctrica (viga de Euler-Bernoulli). Este estudio tiene como objetivo calcular el voltaje máximo extraído de la viga cantiléver piezoeléctrica de fluoruro de polivinilideno en la resonancia de la vibración inducida por vórtices para suministrar sensores de red inalámbrica, sistemas autónomos y actuadores. Esta simulación se propone para la estación meteorológica de mayor rango a su velocidad media durante seis años (2015-2020), y se utiliza el método de elementos finitos para este cálculo numérico. Se recopilan y analizan los datos del viento de 76 estaciones meteorológicas en Irán durante el período mencionado a una elevación de 10 m cada tres horas. Según los datos estadísticos, se indica que las estaciones de Zabol, la Isla Siri y Aligudarz registraron la velocidad media del viento máxima durante el período con 6.42, 4.73 y 4.42 m/s, respectivamente, y luego se simula la recolección de energía a la velocidad media del viento de la estación de mayor rango (Zabol). También se estudian las direcciones predominantes del viento con el software WRPLOT view, y se traza el campo vectorial del viento de 15 estaciones de mayor rango. Para la simulación de recolección de energía, se considera numéricamente el desprendimiento periódico de vórtices detrás del cuerpo bluff, conocido como vibración inducida por vórtices (método de elementos finitos). La viga cantiléver piezoeléctrica está a escala milimétrica y tiene una frecuencia natural de 630 Hz en sus modos de vibración para experimentar el fenómeno de resonancia, lo que conduce al voltaje máximo extraído. Los voltajes máximos extraídos para tres vigas cantiléver piezoeléctricas con una frecuencia natural de 630 Hz y una velocidad del viento de 6 m/s son 1.17, 1.52 y 0.043 mV, que son adecuados para la teledetección, el suministro de dispositivos electrónicos autónomos, redes inalámbricas, actuadores, carga de baterías y la creación de hogares o ciudades inteligentes. Para lograr esto, se deben colocar varios recolectores de energía con diversas dimensiones en diferentes orientaciones para aprovechar la mayor parte del viento soplado.
Descripción
Los piezoeléctricos se han utilizado en varios trabajos recientes para extraer energía del medio ambiente. Este estudio examina la velocidad media del viento en Irán y evalúa la cantidad de voltaje extraído de las vibraciones inducidas por vórtices con la viga cantiléver piezoeléctrica (viga de Euler-Bernoulli). Este estudio tiene como objetivo calcular el voltaje máximo extraído de la viga cantiléver piezoeléctrica de fluoruro de polivinilideno en la resonancia de la vibración inducida por vórtices para suministrar sensores de red inalámbrica, sistemas autónomos y actuadores. Esta simulación se propone para la estación meteorológica de mayor rango a su velocidad media durante seis años (2015-2020), y se utiliza el método de elementos finitos para este cálculo numérico. Se recopilan y analizan los datos del viento de 76 estaciones meteorológicas en Irán durante el período mencionado a una elevación de 10 m cada tres horas. Según los datos estadísticos, se indica que las estaciones de Zabol, la Isla Siri y Aligudarz registraron la velocidad media del viento máxima durante el período con 6.42, 4.73 y 4.42 m/s, respectivamente, y luego se simula la recolección de energía a la velocidad media del viento de la estación de mayor rango (Zabol). También se estudian las direcciones predominantes del viento con el software WRPLOT view, y se traza el campo vectorial del viento de 15 estaciones de mayor rango. Para la simulación de recolección de energía, se considera numéricamente el desprendimiento periódico de vórtices detrás del cuerpo bluff, conocido como vibración inducida por vórtices (método de elementos finitos). La viga cantiléver piezoeléctrica está a escala milimétrica y tiene una frecuencia natural de 630 Hz en sus modos de vibración para experimentar el fenómeno de resonancia, lo que conduce al voltaje máximo extraído. Los voltajes máximos extraídos para tres vigas cantiléver piezoeléctricas con una frecuencia natural de 630 Hz y una velocidad del viento de 6 m/s son 1.17, 1.52 y 0.043 mV, que son adecuados para la teledetección, el suministro de dispositivos electrónicos autónomos, redes inalámbricas, actuadores, carga de baterías y la creación de hogares o ciudades inteligentes. Para lograr esto, se deben colocar varios recolectores de energía con diversas dimensiones en diferentes orientaciones para aprovechar la mayor parte del viento soplado.