Utilização de materiais piezelétricos (PZTS) para coleta e armazenamento de energia - Lagoin, Thiago Galbiati [UNESP] (2011)
As vibrações mecânicas tem se mostrado uma forma efetiva de geração de energia através da deformação de materiais piezelétricos ou movimentação de bobinas eletromagnética. As técnicas de energy harvesting estudam o processo de extração e armazenamento deste tipo de energia até um nível utilizável. Neste caso que a estrutura piezelétrica é deformada devido à condição de operação gerando uma tensão/corrente que pode ser usada como uma fonte natural de energia, principalmente, para operar dispositivos eletrônicos de baixa potência. Entretanto, a energia gerada através do efeito piezelétrico usualmente não é suficiente para operar diretamente a maioria dos circuitos eletrônicos. Assim, o desenvolvimento e implementação de métodos para acumular e armazenar a energia capturada nestes sistemas (materiais inteligentes) até um nível utilizável é a chave para o sucesso desta tecnologia. Este trabalho discute o estudo e avaliação da modelagem teórica-experimental de uma estrutura do tipo viga com PZTs submetida à deformação causada por vibrações mecânicas, buscando avaliar o comportamento do acoplamento eletromecânico do sistema bem como quantificar a eficiência, não só da quantidade de energia gerada pelo material, mas também o seu armazenamento em dispositivos do tipo capacitor. A modelagem da estrutura piezelétrica foi realizada por elementos finitos com o programa ANSYS e validada com testes experimentais. Em seguida foi feito um estudo paramétrico das variáveis do modelo através de um conjunto de simulações numéricas efetuadas para avaliar o potencial elétrico gerado. Para finalizar foram realizados testes experimentais de dois circuitos eletrônicos utilizados para extrair energia de um material piezelétrico