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Evaluación de Campo de Cosechadores de Energía Piezoeléctrica en Estructuras de Puentes

Autores: Guo, Lukai; Wang, Hao; Braley, John; Venkiteela, Giri

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Evaluación de Campo de Cosechadores de Energía Piezoeléctrica en Estructuras de Puentes


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Estudio
Cosechadores de energía piezoeléctrica basados en vibraciones
Estructura de puente
Voladizos
Frecuencias resonantes

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 22

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este estudio tiene como objetivo desarrollar y evaluar cosechadores de energía piezoeléctrica basados en vibraciones para generar energía a partir de la estructura de un puente. Se propusieron y evaluaron nuevos diseños de voladizos de múltiples grados de libertad (DOF) en un laboratorio y en un puente a escala real. Se encontró que todos los diseños de voladizos mostraron potencial para generar salidas de voltaje de 35 V bajo un escenario de vibración sinusoidal simple en el laboratorio. Los resultados de las pruebas de campo mostraron que la coincidencia entre las frecuencias de vibración de la estructura del puente y las frecuencias resonantes de los voladizos afectó significativamente la salida de voltaje del cosechador de energía piezoeléctrica bajo cargas de neumáticos en movimiento. Al agregar más DOF en el mismo voladizo, la atenuación de voltaje de los picos generados por el voladizo resultó ser menos significativa después de cada paso de carga, lo que llevó a mayores salidas de energía en algunos casos. Al ajustar la combinación de masas en el diseño de voladizo de 3-DOF, la salida de voltaje y la producción de energía alcanzaron 11.1 V y 58.2 J bajo un solo pulso de carga, respectivamente, lo que fue superior a los 9.2 V y 14.9 J obtenidos del mejor escenario de voladizos de 1-DOF. Los hallazgos del estudio indican el potencial de desarrollar cosechadores de energía piezoeléctrica de banda múltiple para aprovechar la energía de las vibraciones del puente.

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