基于風壓發(fā)電的路燈供電方法研究.pdf

1、當代社會的高速發(fā)展提升了經(jīng)濟的增長速度，但同時也加劇了能源緊缺與環(huán)境污染等問題。目前我國能源供應是以消耗自然界的不可再生資源作為代價，既不利于生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，同時造成了嚴重的環(huán)境污染，故如何開發(fā)利用可再生的清潔能源成為當下的研究熱點。根據(jù)現(xiàn)有研究，不受電磁干擾的壓電材料在機械力的作用下會發(fā)生彎曲形變，在其兩端產(chǎn)生電位差從而完成機械能與電能之間的轉化，且壓電材料具有成本低、結構簡單的優(yōu)點，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，近年來，各國政府都開始密切關注壓電發(fā)電技術的發(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備、能量轉換效率及其能量儲存與轉換電路三個方面概述了壓電發(fā)電技術在國內外的發(fā)展現(xiàn)狀，然后在壓電發(fā)電技術的理論基礎上，分析推導出不同形狀壓力發(fā)電片的結構性能參數(shù)與固有頻率、發(fā)電功率之間的關系式，并利用基于狀態(tài)空間模型的實數(shù)編碼遺傳算法在MATLAB軟件平臺上對相關參數(shù)進行優(yōu)化求解，達到提高單體壓力發(fā)電片的發(fā)電功率的目的。

3、同時，利用風壓能使壓電元件產(chǎn)生振動、形變進而輸出電能的壓電特性，設計出一種基于風壓發(fā)電的路燈供電裝置，并將優(yōu)化的壓力發(fā)電片裝設在該供電裝置的壓力發(fā)電組件中，使得基于風壓發(fā)電的路燈供電裝置達到其最佳工作狀態(tài)。
　　從三種形狀壓力發(fā)電片的結構性能參數(shù)與固有頻率、發(fā)電功率之間的關系式可以看出:相同的外部激勵下，長、薄型壓力發(fā)電片更容易達到諧振狀態(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)