برداشت انرژي از امواج آب با تير پيزوالكتريك باله‌دار و بدون باله: مطالعه تجربي

در اين مقاله، برداشت‌كننده انرژي پيزوالكتريك از نوع تيرهاي يك‌سرگيردار با قابليت زاويه‌دار شدن نسبت به راستاي عمودي و همچنين همراه با باله‌اي مستطيلي شكل متصل به انتهاي برداشت‌كننده مورد بررسي قرار گرفته است. هدف از مطالعه حاضر، بررسي اثر پارامترهاي طراحي مانند زاويه تمايل برداشت‌كننده انرژي، فاصله آن از منبع موجي، عمق فرورفتگي تير و وجود يا عدم وجود باله در انتهاي تير، روي ولتاژ مؤثر خروجي برداشت‌كننده انرژي است. بازدهي پايين مهم‌ترين محدوديت پيشروي برداشت‌كننده‌هاي انرژي پيزوالكتريك است و به همين دليل استفاده از روش‌هاي مبتني بر طراحي آزمايش و بهينه‌سازي با هدف افزايش بازدهي برداشت‌كننده‌هاي پيزوالكتريك، ضروري است. جهت اجراي مطالعه تجربي، طراحي آزمايش‌ها با استفاده از روش مركب مركزي  و آناليز مدل تجربي و بهينه‌سازي پارامترهاي طراحي با استفاده از روش رويه‌هاي پاسخ  صورت‌گرفته است. همچنين اثر تجهيز برداشت‌كننده انرژي به باله روي ولتاژ نهايي بررسي شده است. مشاهده شد كه شرايط بهينه براي هر دو حالت برداشت‌كننده باله‌دار و بدون باله، معادل فاصله تير از موج‌ساز برابر با 20 سانتي‌متر و عمق نفوذ 6 سانتي‌متر است. همچنين زاويه تمايل بهينه در حالت بدون باله برابر با 6/7 درجه و در حالت باله‌دار برابر با8/5 درجه است.