壓電式發電系統最佳化分析與應用

本文以壓電懸臂樑做為發電之主要元件，利用磁力使壓電片產生形變，以研究壓電懸臂樑發電系統之發電效能。文中利用有限元素分析軟體ANSYS對壓電懸臂樑進行應力與應變分析，目的是爲了瞭解壓電懸臂樑之應力與應變分佈。實驗中，在懸臂樑自由端黏著一強力磁鐵，驅動源為一直流馬達，並且加裝一圓盤負載，上方黏著強力磁鐵，利用圓盤轉動，磁力的作用，造成壓電懸臂樑的形變，進而產生電能。研究中應用田口品質工程法找出馬達轉速140rpm、磁鐵間距16mm、三顆強力磁鐵及磁鐵磁性皆為吸附的四個參數，為最佳組合條件，產出電壓值可達14伏特。最後將壓電懸臂樑發電系統應用於自行車警示器作為自主供電系統。