Power Generation Technology Based on Piezoelectric Nanocomposite

Abstract

kaip ventiliacijos angos, kur yra pastovus dujų arba skysčių srautas, nepriklausantis nuo aplinkos poveikio. Tokias terpes būtų galima pritaikyti elektros energijos gavybai, naudojant pjezokeramiką.Tyrimais ir modeliavimais siekiama sukurti naujo tipo elektros išgavimo būdą, kuris būtų pritaikomas įvairiose terpėse. Šio tyrimo tikslas -nustatyti pjezoelektrinių elemen tų technologijos galimybes ir rasti būdus, kaip panaudoti įprastinę pjezokeramiką elektrai išgauti. MetodikaBuvo suprojektuotas stendas bei sudarytas oro srauto baigtinių elementų modelis, skirtas pjezokeramikos deformacijai stebėti (1 pav.). Tyrimams pasirinktos dvi skirtingos medžiagos: vanduo ir oras. Eksperimentiniai ir teoriniai bandymai atlikti atskirai su kiekviena terpe naudojant kom pozitą, sudarytą iš pjezokeramikos miltelių ir varinių plokštelių. Eksperimentų eigaNaujo pjezoelektrinio kompozito tyrimai buvo atliekami Kauno technologijos universitete. Čia buvo pagamintas naujomis savybėmis pasižymintis kompozitas.Bandinys buvo sudarytas iš pjezoelektrinės medžia-gos, kuri buvo susmulkinta ir sumaišyta su 20 % polivinilo butiralio alkoholio tirpalu. Vėliau šis mišinys buvo Santrauka. Sukurtas naujas modelis elektros energijai išgauti. Remiantis šiuo modeliu suprojektuotas generatorius, kurio veikimas paremtas pjezoelektriniu efektu. Taip pat sukurta medžiaga, kuri yra lanksti ir jos sudėtyje yra pjezoelektrinės medžiagos. Naudojant "Hytec" firmos lazerinę sistemą PRISM, atlikti tyrimai parodė, kad oro srautas, praeinantis pro 1 m 2 ploto sistemą, generuotų pastovią 0,36 V įtampą. Taip pat buvo sukurtas baigtinių elementų modelis bei sudarytas oro srauto modelis pjezokeramikos aptakumui stebėti naudojant CFD programinę įrangą. Tyrimams pasirinktos dvi skirtingos medžiagos: vanduo ir oras. Skaičiuojant baigtinių elementų metodu buvo nustatyta, kad atsiradus kliūčiai sraute padidėja turbulentinė kinetinė energija, kuri lygi 60 MJ. Tokie energijos šuoliai trunka neilgai ir greitai nusistovi.Reikšminiai žodžiai: pjezoelektrinis efektas, elektros energija, pjezokeramika, kompozitas, generatorius. ĮvadasEnergetika yra viena iš aktualiausių šių laikų temų. Energijos poreikis didėja, o naftos ištekliai senka, taip pat ir šiltnamio efekto sukuriama grėsmė yra nenuginči-jama. Dėl to reikia rasti švaresnių ir ekologiškesnių būdų energijai išgauti. Tokios aplinkybės skatina kurti naujas technologijas, kurios galėtų padėti aprūpinti visuomenę ir augantį jos energijos poreikį. Viena iš potencialių technologijų -pjezoelektrinių elementų naudojimas (Liu et al. 2011;Medjahdi et al. 2014).Visų pirma, pjezoelektrinis efektas -tai efektas, kurio metu pjezokeramika yra apkraunama (tempiama ar gniuž-doma) ir todėl ant šoninių paviršių susikaupia elektrinis krūvis, kurį galima įvairiai panaudoti (Bausells 2015).Įprastinė pjezokeramika yra ydinga ir sunkiai pritaikoma, nes ji yra kieta ir labai trapi. Šie trūkumai neleidžia medžiagos plačiai naudoti elektros gavybai. Padėti išspręsti šią problemą gali nauja medžiaga arba jau kitoks esamų medžiagų panaudojimas.Vien...