壓電式發電系統之設計與分析

本文以壓電懸臂樑做為發電主要元件，利用風扇帶動磁鐵轉動，再利用磁力使壓電片產生形變，進而研究其發電特性。文中利用有限元素分析軟體（ANSYS）對壓電懸臂樑進行應力和應變分析。所研究的壓電發電系統為在懸臂樑自由端結合一個強力磁鐵，並於懸臂樑右端裝置小型工業風扇，在風扇轉軸上黏貼數個強力磁鐵，然後利用風扇的轉動，及磁力的作用，造成壓電片懸臂樑的彎曲，而產生電能。最後，將所研發之壓電發電系統應用於風力發電並把電能儲存在充電電池上，實驗結果顯示，當風扇轉速達900rpm，磁鐵間距13mm時，開路電壓可達19.31伏特，能使LED燈持續發亮。