برداشت انرژی به صورت هایبریدی توسط مواد مگنتواستریکتیو و پیروالکتریک

چکیده در چند دهه اخیر به دلیل اندازه، طول عمر محدود و نیز به خاطر وجود مواد شیمیایی در باطریها، تحقیقات منجر به توسعه شبکه حسگرهای بی سیم شده و استفاده از باطریهای شیمیایی برای تولید توان راه حل مناسبی نیست. بنابراین ابداع روش های نوین تولید توان الکتریکی و تکنیکهای جدید برداشت انرژی با استفاده از مواد هوشمند از جمله مواد پیزوالکتریک، پیروالکتریک، مگنتواستریکتیو و ... توجه بسیاری از محققین را به خودجلب کرده است. در این پروژه، ابتدا مدلسازی مدار استاندارد ac و dc المان metglas2605sc و زیرلایه فولادی مورد تحلیل قرار گرفت. میزان توان خروجی در مدار استاندارد ac، فرکانس رزونانس 427.3 hz ، 0.2377 و در مدار dc و در همین فرکانس، 0.151 در حالت تئوری بدست آمد. بعد از آن مدار غیر خطی sshi موازی المان metglas2605sc و زیرلایه فولادی مورد تحلیل قرار گرفت. بیشترین توان خروجی در مقاومت معادل بهینه 10?، ضخامت بهینه 2mm و تعداد دور بهینه 500، 0.1398w بدست آمد. سپس تحلیل مدلسازی مدار استاندارد ac و dc المان pmn-0.25pt به عنوان ماده پیروالکتریک و زیرلایه مورد تحلیل قرار گرفت. در فرکانس حرارتی hz 0.5 برای مدار ac، ماکزیمم مقدار توان 0.188µw و در مدار dc برای همان فرکانس حرارتی، ماکزیمم مقدار توان 0.12µw و در مدارsshi ، ماکزیمم مقدار توان 0.259µw به دست آمد. پس از تحلیل جداگانه مدلسازی مدار مگنتواستریکتیو و پیروالکتریک، به بررسی مداری در حالت هایبریدی توسط این مواد با اعمال تنش مکانیکی و گرادیان حرارتی بطور همزمان به المان ها پرداخته شد. بیشترین میزان برداشت انرژی در فرکانس بهینه hz 260.9 برای مدار ac، µw 231.2 و در همین فرکانس در مدار dc، 153.3µw بدست آمد. بعد از آن مدار غیر خطی پالس سوییچینگ sshi موازی در حالت هایبریدی المان metglas2605sc بعنوان ماده مگنتواستریکتیو و pmn-0.25pt بعنوان ماده پیروالکتریک، مورد تحلیل قرار گرفت. در این حالت، بیشترین میزان توان خروجی در مقاومت معادل بهینه مگنتواستریکتیو 100?، مقاومت معادل بهینه پیروالکتریک 700k? ، ضخامت بهینه لایه پیروالکتریک 2mm، ضخامت بهینه لایه مگنتواستریکتیو 10µm و تعداد دور بهینه 500، 0.363w بدست آمد.