A review on piezoelectric energy harvesting

Pradeesh, E. L.; Udhayakumar, S.; Vasundhara, M. G.; Kalavathi, G. K.

doi:10.1007/s00542-022-05334-4

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“…Existe una técnica, llamada cosecha de energía (energy harvesting) [2], que permite recolectar energía del ambiente y transformarla en energía eléctrica aprovechable. Los sistemas de cosecha de energía (SCE) constan de tres partes principales: la fuente de energía de interés (como la vibración o el calor), un dispositivo transductor (el que colecta la energía) y la carga (dispositivo que consume o almacena la energía obtenida) [3,4]. Este tipo de tecnología ha crecido en los últimos años debido al aumento en la demanda de suministros de energía eléctrica para dispositivos electrónicos portátiles que tienen consumos de energía menores a 1 watt [3].…”

Section: Cosecha De Energíaunclassified

“…Los sistemas de cosecha de energía (SCE) constan de tres partes principales: la fuente de energía de interés (como la vibración o el calor), un dispositivo transductor (el que colecta la energía) y la carga (dispositivo que consume o almacena la energía obtenida) [3,4]. Este tipo de tecnología ha crecido en los últimos años debido al aumento en la demanda de suministros de energía eléctrica para dispositivos electrónicos portátiles que tienen consumos de energía menores a 1 watt [3]. No se puede pensar en los SCE como un reemplazo o competencia de otras energías renovables como la solar o eólica donde se obtienen potencias en el rango de los kilo a lo megawatts [3], se puede pensar más bien en este tipo de energía como una alternativa que puede ser utilizada en dispositivos electrónicos portátiles tales como celulares, relojes, cámaras, audífonos, sensores corporales, etc.…”

Section: Cosecha De Energíaunclassified

“…Este tipo de tecnología ha crecido en los últimos años debido al aumento en la demanda de suministros de energía eléctrica para dispositivos electrónicos portátiles que tienen consumos de energía menores a 1 watt [3]. No se puede pensar en los SCE como un reemplazo o competencia de otras energías renovables como la solar o eólica donde se obtienen potencias en el rango de los kilo a lo megawatts [3], se puede pensar más bien en este tipo de energía como una alternativa que puede ser utilizada en dispositivos electrónicos portátiles tales como celulares, relojes, cámaras, audífonos, sensores corporales, etc. De hecho, ya hay múltiples investigaciones científicas que han estado probando este tipo de energía [2,[5][6][7][8].…”

Section: Cosecha De Energíaunclassified

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Los piezoeléctricos: cosechando energía mecánica

Hernández-Rivera,

López-Ramírez

2022

Mexican Journal of Technology and Engineering

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Las energías renovables son fuentes de energía de gran interés debido al menor impacto ecológico que presentan comparadas con las energías fósiles. La cosecha de energía (CdE) es un proceso para obtener energía de fuentes renovables, la cual no ha recibido suficiente atención como los procesos de generación de otras fuentes de energía renovables como la solar, la eólica o la hidráulica; sin embargo, la CdE tiene una gran oportunidad de aplicación para abastecer de energía a dispositivos electrónicos de baja potencia tales como relojes, audífonos, receptores bluetooth, marcapasos, etc. La CdE permite la generación de energía eléctrica a partir de energía ambiental tal como calor, movimiento, vibraciones, y radiación. En este tipo de tecnología, el dispositivo transductor tiene una función primordial ya que permite transformar la energía ambiental en eléctrica. Existen muchos tipos de transductores, sin embargo, los materiales piezoeléctricos destacan, ya que, permiten transformar energía mecánica de diferente naturaleza (vibración, deformación, torsión, etc.) en energía eléctrica. El presente artículo tiene como objetivo informar sobre la cosecha de energía como una alternativa para obtener energías renovables no convencionales y mencionar ciertas aplicaciones donde podemos utilizar a los piezoeléctricos como elementos cosechadores de energía.

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Section: Cosecha De Energíaunclassified

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Los piezoeléctricos: cosechando energía mecánica

Hernández-Rivera,

López-Ramírez

2022

Mexican Journal of Technology and Engineering

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“…Piezoelectric harvesters use the piezoelectric phenomenon, where an electric voltage is generated on the surface of a material in response to mechanical stress, to convert energy. The efficiency of such vibration-based energy harvesting is limited to a very narrow frequency bands [6,7]. However, piezoelectric generators are characterized by low coupling and loss coefficients [8,9].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Kinetic Vibration Energy Harvester Based on Electromechanical Converter with Power Electronics Active Rectifier

Drzymała,

Gęca,

Bocheński

2023

Energies

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Electromechanical energy harvesters are used to extract energy from vibrations occurring in nature, transport, or industry. The main problem with such solutions is that their output voltage is completely dependent on the frequency and amplitude of the vibrations, which can make it difficult to power a specific device or charge a battery. Therefore, it is necessary to use solutions that meet these requirements. Most harvesters contain additional, specialized mechanical gearboxes, called mechanical rectifiers or power electronic interfaces, used to match the harvester’s output voltage to the load. Design work was carried out, the construction of the proposed energy harvester was described, and the operation principle of the author’s control algorithm was presented. The results of the research confirm the possibilities of influencing the output voltage and power of the harvester system independently of the frequency and excitation amplitude.

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“…Mekhalfia 9 optimized thermal energy harvesting by PZT using shape memory alloy. Many researchers worked on energy harvesting using PZT material [10][11][12][13][14][15][16][17] . The proposed model consists of a cantilevered beam without tip mass composed of PZT, substructure and SMA material.…”

mentioning

confidence: 99%

Simulation of Self Tuning Shape Memory Alloy Based PZT Energy Harvester

Vasundhara,

Kalavathi,

Pradeesh

et al. 2023

jmmf

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Shape Memory Alloy (SMA) is tuned to match the frequency of excitation with the resonance frequency. Simulation is carried out numerically using COMSOL 5.3 software. This model consists of cantilevered beam without tip mass, PZT layer, Aluminium beam and SMA layer. Lead Zirconium titanate (PZT – 5A) is used as PZT layer for the conversion of energy. Harvesters power frequency response for different frequency ranges are carried out. The maximum output is obtained in excitation frequency with SMA and the results were compared without SMA material. The numerical simulation of the Frequency Response Functions (FRF) was compared with the analytical frequency response functions of the harvester. The maximum difference between the numerical and analytical results is 9.77 % in FRF’s and 1.85 % in resonance frequency. Materials used are Lead Zirconium titanate (PZT – 5A), SMA material and Aluminium beam which reaches the scopes of journal.

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