Análisis de respuesta eléctrica de una fuente de energía recolectora piezoeléctrica basada en parámetros electromecánicos
Autores: Perez-Alfaro, Irene; Gil-Hernandez, Daniel; Hernando, Eduardo; Quero, Fernando; Bernal, Carlos
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Un generador de recolección de energía piezoeléctrica es un dispositivo capaz de transformar la energía mecánica ambiental en energía eléctrica. Los parámetros electromecánicos piezoeléctricos determinan la potencia eléctrica máxima que puede ser transferida a una carga eléctrica. En este trabajo de investigación, se lleva a cabo un estudio exhaustivo de los parámetros electromecánicos relacionados con el material piezoeléctrico, modelándolos como componentes de un circuito eléctrico, con el fin de analizar su influencia en la potencia transmitida. Por otro lado, se simulan algunas cargas eléctricas para determinar diferentes escenarios de matriz para un modelo desarrollado por ecuaciones de espacio de estados en el dominio de la transformada de Laplace. Los resultados obtenidos han permitido conocer cómo las propiedades del material piezoeléctrico y las características mecánicas influyen en la potencia eléctrica de salida del generador de recolección de energía y el comportamiento de transmisión de energía para diferentes cargas eléctricas. Las conclusiones muestran cómo los diferentes parámetros electromecánicos están relacionados entre sí, y cómo su combinación transforma la energía ambiental mecánica en la energía eléctrica requerida. La novedad de esta investigación es la presentación de un modelo capaz de obtener el punto de trabajo optimizado del recolector, teniendo en cuenta no solo las cargas eléctricas y las demandas de corriente, sino también los parámetros del material piezoeléctrico.
Descripción
Un generador de recolección de energía piezoeléctrica es un dispositivo capaz de transformar la energía mecánica ambiental en energía eléctrica. Los parámetros electromecánicos piezoeléctricos determinan la potencia eléctrica máxima que puede ser transferida a una carga eléctrica. En este trabajo de investigación, se lleva a cabo un estudio exhaustivo de los parámetros electromecánicos relacionados con el material piezoeléctrico, modelándolos como componentes de un circuito eléctrico, con el fin de analizar su influencia en la potencia transmitida. Por otro lado, se simulan algunas cargas eléctricas para determinar diferentes escenarios de matriz para un modelo desarrollado por ecuaciones de espacio de estados en el dominio de la transformada de Laplace. Los resultados obtenidos han permitido conocer cómo las propiedades del material piezoeléctrico y las características mecánicas influyen en la potencia eléctrica de salida del generador de recolección de energía y el comportamiento de transmisión de energía para diferentes cargas eléctricas. Las conclusiones muestran cómo los diferentes parámetros electromecánicos están relacionados entre sí, y cómo su combinación transforma la energía ambiental mecánica en la energía eléctrica requerida. La novedad de esta investigación es la presentación de un modelo capaz de obtener el punto de trabajo optimizado del recolector, teniendo en cuenta no solo las cargas eléctricas y las demandas de corriente, sino también los parámetros del material piezoeléctrico.