基于風(fēng)壓發(fā)電的路燈供電方法研究.pdf

1、當(dāng)代社會(huì)的高速發(fā)展提升了經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)速度，但同時(shí)也加劇了能源緊缺與環(huán)境污染等問(wèn)題。目前我國(guó)能源供應(yīng)是以消耗自然界的不可再生資源作為代價(jià)，既不利于生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，故如何開(kāi)發(fā)利用可再生的清潔能源成為當(dāng)下的研究熱點(diǎn)。根據(jù)現(xiàn)有研究，不受電磁干擾的壓電材料在機(jī)械力的作用下會(huì)發(fā)生彎曲形變，在其兩端產(chǎn)生電位差從而完成機(jī)械能與電能之間的轉(zhuǎn)化，且壓電材料具有成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，能加工成任意形狀。由于壓電材料具有高效、低廉

2、且清潔等優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)，各國(guó)政府都開(kāi)始密切關(guān)注壓電發(fā)電技術(shù)的發(fā)展前景和發(fā)展方向。
　　論文從壓電發(fā)電的新型能量采集設(shè)備、能量轉(zhuǎn)換效率及其能量?jī)?chǔ)存與轉(zhuǎn)換電路三個(gè)方面概述了壓電發(fā)電技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，然后在壓電發(fā)電技術(shù)的理論基礎(chǔ)上，分析推導(dǎo)出不同形狀壓力發(fā)電片的結(jié)構(gòu)性能參數(shù)與固有頻率、發(fā)電功率之間的關(guān)系式，并利用基于狀態(tài)空間模型的實(shí)數(shù)編碼遺傳算法在MATLAB軟件平臺(tái)上對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化求解，達(dá)到提高單體壓力發(fā)電片的發(fā)電功率的目的。

3、同時(shí)，利用風(fēng)壓能使壓電元件產(chǎn)生振動(dòng)、形變進(jìn)而輸出電能的壓電特性，設(shè)計(jì)出一種基于風(fēng)壓發(fā)電的路燈供電裝置，并將優(yōu)化的壓力發(fā)電片裝設(shè)在該供電裝置的壓力發(fā)電組件中，使得基于風(fēng)壓發(fā)電的路燈供電裝置達(dá)到其最佳工作狀態(tài)。
　　從三種形狀壓力發(fā)電片的結(jié)構(gòu)性能參數(shù)與固有頻率、發(fā)電功率之間的關(guān)系式可以看出:相同的外部激勵(lì)下，長(zhǎng)、薄型壓力發(fā)電片更容易達(dá)到諧振狀態(tài);矩形壓力發(fā)電片的固有頻率最小;三角形壓力發(fā)電片的發(fā)電功率最大，矩形壓力發(fā)電片的最小。利用優(yōu)