En la era del desarrollo global de los dispositivos de generación y recolección de energía, expertos de todo el mundo asumen la tarea de mejorar la eficiencia energética de todos los procesos, incluida la recopilación y el uso de la energía vibratoria ambiental. En particular, para las vibraciones mecánicas, la conversión a electricidad se produce mediante el uso de las llamadas células piezoeléctricas.
Las piezocerámicas actualmente tienen un amplio campo de aplicación. Los dispositivos basados en ellas se utilizan en medicina, sistemas de comunicación, control de procesos industriales, medición y electrodomésticos. Además, el mercado mundial de la cerámica piezoeléctrica y su alcance están en constante crecimiento.
Los científicos de la Universidad Federal del sur (YuFu) construyeron diferentes modelos del nuevo generador piezoeléctrico. Determinaron con precisión las características de la máquina en función de su configuración y propiedades del material. Los resultados de la investigación fueron publicados en la revista especializada Applied Sciences.
El potencial de la máquina está determinado no solo por la capacidad y los coeficientes electromecánicos de los materiales piezoeléctricos, sino también por algunos otros indicadores. La calidad del sistema de generación de energía depende de la microestructura del material, la geometría y los circuitos eléctricos del dispositivo en sí, subrayan los desarrolladores.
"Nuestro equipo realizó simulaciones elementales y análisis experimentales de un generador de energía piezoeléctrico de tipo axial", detalló uno de los autores del desarrollo e investigador del Instituto de matemáticas, mecánica y ciencias de la computación de la YuFu, Alexandr Cherpakóv.
El generador está diseñado con elementos piezoeléctricos de dos tipos: cilindros rígidos y elementos piezoeléctricos de tipo placa. Los científicos también destacan que su combinación junto con los elementos del generador se calculó mediante simulaciones numéricas.
Los investigadores creen que el desarrollo y la modernización de los complejos de dispositivos de generación de energía, su recolección y almacenamiento sobre la base del uso de materiales piezoeléctricos de nueva generación con propiedades piezoeléctricas mejoradas aumentarán la eficiencia energética en el futuro.
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