基于涡激振动的压电式微型风力发电系统

摘要

针对传统桨叶风力发电系统体积庞大、不适用于微小型电子系统的问题,利用压电材料、钝体、接口电路,设计了一种微型风力发电系统.基于涡激振动原理改进了发电装置的能量回收电路,既可对风能进行有效回收,又能输出较高电压,解决了微电子器件的供能需求.分析了装置的固有频率,对两种接口电路进行了仿真分析,通过实验研究了装置使用VD接口电路后,在不同风速下的输出电压特性,以及在不同负载、不同风速的条件下的输出电压与输出功率特性.实验结果表明:输出电压、功率随风速增加而增加,在风速22 m/s时,最大开路电压有效值为36.2 V,存在最优负载使得输出功率最高,实测为560 kΩ,最高输出功率为375.5μW,相比标准(Standard)电路提升了7.07％,可独立对微电子器件供能.