壓電式風力發電系統之設計與應用

本文以壓電懸臂樑為發電元件，利用轉軸與壓電片上磁鐵之磁力，驅使壓電片產生變形，進而探討壓電懸臂樑之發電效應。文中以有限元素分析軟體ANSYS對壓電懸臂樑進行靜態分析，藉以瞭解壓電懸臂樑之應力及應變分佈狀態。實驗中，將磁鐵黏貼於風扇和壓電懸臂樑的自由端，並以直流風扇作為轉軸之驅動源，接著調整壓電懸臂樑與轉軸間之磁鐵間距，探討其對發電量的影響。研究中將發電系統之壓電懸臂樑增加至四組，裝置於自行車上，當車輪轉速950rpm，磁鐵排列為一吸一斥，磁鐵間距為17mm時，可獲22.7伏特之電壓輸出。