Análise de uma piezoestrutura (PZT) multifrequência para geração, extração e armazenamento de energia - Camara, Fernando Henrique de Oliveira [UNESP] (2012)
A utilização de materiais piezelétricos para transformação de energia mecânica proveniente das vibrações em energia elétrica tem aumentado na última década para tentar suprir a necessidade por fontes alternativas de energia na alimentação de sistemas de monitoramento da condição estrutural (SHM) e dispositivos de aeronaves não tripuladas, tornando estes dispositivos autônomos. Como a energia produzida através da piezoestrutura não é suficiente para alimentar os dispositivos eletrônicos diretamente, técnicas de extração e armazenamento são utilizadas para que a energia produzida seja acumulada até um nível utilizável. Neste sentido, este trabalho apresenta um estudo sobre uma configuração de piezoestrutura capaz de produzir um alto nível de energia mesmo que a frequência de excitação apresente variações. A piezoestrutura proposta é do tipo multifrequência aumentando a largura de banda de operação e podendo produzir um alto nível de energia mesmo que a frequência de excitação apresente alterações. A piezoestrutura multifrequência foi modelada por elementos finitos através do programa ANSYS© e posteriormente comparada com resultados experimentais. Em seguida, a tensão produzida foi extraída através dos circuitos retificador de onda completa em ponte e do dobrador de tensão buscando avaliar o desempenho de ambos na extração da energia produzida para armazenamento em um supercapacitor. Finalmente, a energia armazenada no supercapacitor foi utilizada para alimentar um sistema de monitoramento da temperatura de um ambiente de modo que o sistema passe a operar como um sistema autônomo