Development of a piezoelectric energy harvester for navigation support of railway transport

Abstract

Исследованы параметры колебаний разных типов грузовых вагонов. Предложено несколько конструкций пьезогенераторов для эффективного преобразования механических колебаний в электроэнергию. На основе экспериментальных данных проведено сравнение разных типов и конструкций пьезогенераторов. Оценено количество энергии, необходимое для работы устройства приема-передачи информации. Полученные данные могут быть использованы для разработки пьезоэлектрического генератора тока, предназначенного для обеспечения автономным питанием грузовых вагонов и платформ. Investigation of vibration parameters of the freight cars is presented. Several designs of piezoelectric energy harvester are proposed for the efficient conversion of mechanical vibrations into electrical power. Based on experimental studies a comparison of different types and designs of energy harvester is performed. The amount of energy required for wireless transceiver for monitoring location of a vehicle is evaluated. Obtained data can be used for development of production technology of the piezoelectric energy harvester to provide autonomous power supply for freight cars. в целях оптимизации работы системы железно-дорожного транспорта актуальна задача созда-ния единой информационной системы, кото-рая обеспечит следующие преимущества:• реализацию в полном объеме функции автома-тизированного контроля состава поездов, а также уменьшение штата сотрудников, контролирую-щих составы поездов; • внедрение безбума ж ных информационных технологий; • повышение достоверности и оперативности отчетно-сти о состоянии вагонных и локомотивных парков; • высокий уровень информационного сервиса во внутренних и транзитных международных перевозках.Для этого необходимо оснастить каждую подвиж-ную единицу железнодорожного транспорта набором датчиков, которые способны отслеживать ее параме-тры и отправлять полученные сведения в центр обра-ботки данных. Основной проблемой при реализации такой идеи является отсутствие системы электропи-тания на грузовых вагонах. Применение электриче-ских кабелей или гальванических элементов -слож-ное и дорогостоящее решение [1], поэтому одним из перспективных направлений является исполь-зование солнечной, ветряной, тепловой или меха-нической энергии [2]. Основным критерием выбора системы, применяемой в качестве автономного источника энергии, является возможность работы в условиях эксплуатации железнодорожного транс-Нанотехнологии. МЭМС * НПЦ "СпецЭлектронСистемы" / SpecElectronSystems RPC.