برداشت انرژي از ارتعاشات مكانيكي در اثر راه رفتن انسان؛ با بررسي تجربي كفپوش پيزوالكتريك

امروزه با توجه به پرهزينه بودن دسترسي به منابع انرژي تجديدناپذير و مشكلات و معايب استفاده از آن، بهره گيري از منابع انرژي تجديدپذير از اهميت بالايي برخوردار است. يكي از انواع منابع تجديدپذير، انرژي ارتعاشي است كه جهت بهره گيري از آن مي توان انرژي ارتعاشي(مكانيكي) حاصل از ارتعاش سازه ها و ماشين آلات را به كمك روش هاي مختلف به انرژي الكتريكي مورد استفاده تبديل كرد. استفاده از مواد پيزوالكتريك يكي از اين روش هاست كه با اعمال نيرو به اين گونه مواد، انرژي مكانيكي به انرژي الكتريكي تبديل مي شود. در اين پژوهش با تمركز بر برداشت انرژي از راه رفتن انسان، دو نمونه كفپوش پيزوالكتريك با مكانيزم متفاوت طراحي و ساخته شد كه به كمك دو مدار الكتريكي فعال و غيرفعال طراحي شده، انرژي مكانيكي و ارتعاش ناشي از راه رفتن را به انرژي الكتريكي قابل استفاده تبديل مي كند. دو نوع كفپوش طراحي شده به منظور بررسي ميزان ولتاژ و توان خروجي مورد آزمايش و ارزيابي قرارگرفتند. و نتايج حاصل نشان داد كه ميزان ولتاژ خروجي به عواملي مانند: نوع ساختار مكانيكي كفپوش، وزن افراد، سرعت راه رفتن و محل قرارگيري پا بر روي كفپوش وابسته است. اين آزمايش كه به واسطه ي مدار الكتريكي فعال كه قابليت اندازه گيري ولتاژ هر مبدل پيزوالكتريك و مجموع مبدل ها را دارد، انجام گرفته است، كفپوش نوع اول(حالت فشاري بدون استفاده از فنر) ولتاژ خروجي بين 433/3 تا 25/11 ولت و كفپوش نوع دوم(حالت فنري) ولتاژ خروجي بين 98/2 تا 8/11 ولت را به طور ميانگين توليد كردند و در نهايت كفپوش نوع اول به دلايل توليد ولتاژ بهتر در اكثر اوزان، هزينه ي ساخت و تعمير و نگهداري كمتر و همين طور سهولت در نصب به عنوان طراحي بهينه تر انتخاب گرديد.