Estudo da viabilidade da utilização de material piezelétrico em sensores auto-alimentados

Abstract

A tecnologia de coletores de energia a partir do efeito piezelétrico tem recebido grande atenção de pesquisadores nas últimas décadas. Neste contexto, uma aplicação que apresenta potencial consiste em alimentar dispositivos de baixa potência, tais como sensores. O conceito de coleta de energia utilizando vigas piezelétricas refere-se à conversão de energia presente no ambiente, na forma de vibração, em energia elétrica. Essa conversão é possível a partir do efeito piezelétrico direto, que consiste na produção de uma carga elétrica em decorrência de uma deformação mecânica imposta ao material. Esse trabalho apresenta uma análise da geração de energia elétrica de três vigas piezelétricas quando acopladas a diferentes circuitos elétricos e sujeitas a um forçamento harmônico de base. Analisa-se também o potencial das vigas em carregar uma bateria. Com essa análise avalia-se a possibilidade das vigas estudadas alimentar um sensor sem fio. Busca-se ainda definir uma modelagem simplificada para o circuito interno da viga piezelétrica. ___________________________________________________________________________ ABSTRACT

Energy harvesting technology using piezoelectric materials has gained a lot of attraction in the last decades. In this context, a potential application consists in the supply of low power device, such as sensors. Energy harvesting using piezoelectric materials consists in the conversion of mechanical energy, present in the ambient in the form of vibrations, into electrical energy. This conversion is possible due to direct piezoelectric effect, where piezoelectric materials produce a distribution of electric charges on their surfaces when subjected to external mechanical loads. This work addresses an experimental investigation of the power harvesting performance of piezoelectric MFC and PZT beams when coupled to different electrical circuits and subjected to harmonic base excitation.