Modelagem de um gerador piezelétrico em sistemas não lineares

• Processo: 14/09703-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2014
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2015
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
• Pesquisador responsável: Vicente Lopes Junior
• Beneficiário: Renan Sanches Geronel
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia (FEIS). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Ilha Solteira. Ilha Solteira , SP, Brasil
• Assunto(s): Sistemas mecânicos Sistemas não lineares Transmissão de energia elétrica por corrente contínua Atuadores piezoelétricos Análise não linear de estruturas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Coleta de Energia | Nao linearidade | piezeletricidade | sistemas bi-estáveis | dinâmica de sistemas mecânicos

Resumo

A necessidade crescente de suprimento energético tem levado a busca de métodos de obtenção de fontes alternativas. Energia elétrica pode ser extraída de energia solar, térmica, eólica, energia mecânica entre outras. A principal vantagem desta forma de coleta de energia é a utilização de fontes naturais, além de não tornar preciso a reposição de baterias, pilhas. Atualmente, vê-se o uso de combinação de formas de energias, como a utilização da piezeletricidade em conjunto com magnética, com eólica, com solar, entre outras. Esta combinação garante sistemas com maior eficiência. Piezeletricidade é um tipo de energia elétrica produzida a partir da pressão mecânica. Sabe-se que, a partir de uma pressão aplicada a um determinado objeto, uma carga negativa é produzida no lado de expansão e uma carga positiva é criada na parte de compressão (separação das cargas). Quando a pressão é desfeita, uma corrente elétrica flui através do material, podendo ser aproveitada para o acúmulo de energia. Sabe-se que o ambiente possui uma frequência variável, sendo difícil a adequação da frequência do sistema. Para isso, utilizam-se sistemas não lineares para aumentar a eficiência do coletor. Usualmente nos projetos de coleta de energia com materiais piezelétricos, utilizam-se cerâmicas piezelétricas acopladas a uma estrutura base. Neste trabalho, o objetivo será aproveitar as propriedades de sistemas não lineares para aumentar a geração de energia através dos sistemas denominados bi ou multi-estáveis. Este tipo de sistema será avaliado através de suas configurações básicas. Será utilizada uma viga com um piezelétrico em sua extremidade fixa; e a adição de dois imãs, sendo um na extremidade livre da viga e outro alinhado ao primeiro, mas em uma estrutura fixa independente da viga. Os resultados para as estruturas lineares e não lineares serão avaliados experimentalmente.