DOI: https://doi.org/10.30977/AT.2219-8342.2017.41.0.178

ВЛАСТИВОСТІ ТА СПОСОБИ ЗАСТОСУВАННЯ П’ЄЗОЕЛЕКТРИЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ ЯК ГЕНЕРАТОРІВ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ

A. Hnatov, Shch. Arhun, O. Ulyanets

Анотація


Проведено дослідження п’єзоелектричних матеріалів та аналіз можливостей їх застосування як джерела електричної енергії. Розглянуто їх властивості, наведено аналітичні співвідношення для їх розрахунку. Досліджено п’єзокерамічні елементи як перетворювачі енергії. Подано схеми їх застосування і схеми виконання п’єзогенераторів

Ключові слова


енергозберігаючі технології; п’єзоелектричний ефект

Повний текст:

PDF

Посилання


Rozporjadzhennja KMU. Pro shvalennja Energetychnoi' strategii' Ukrai'ny na period do 2035 r. [On approving the Energy Strategy of Ukraine for the period up to 2035] Bezpeka, energoefektyvnist', konkurentospromozhnist', no. 605. redakcija vid 18.08.2017.

Bedrij Ja. I. Osnovy ekologii' ta ohorona navkolyshn'ogo seredovyshha [Fundamentals of Ecology and Environmental Protection] Navchal'nyj posibnyk. Kyiv, CUL Publ., 2002. 248 p.

Nova polityka energetychnoi' nezalezhnosti (Vytjag z programy Kabinetu Ministriv Ukrai'ny) [The new policy of energy independence (Excerpt from the program of the Cabinet of Ministers of Ukraine)]. Available at: http: //www.energoatom. kiev.ua/ua/press/presentations/40826-nova_poltika_ energetichno_nezalejnost_vityag_z_programi_kabnetu_mnstrv_ukrani/ (accessed 20 September 2017).

P'ezogeneratory – novoe perspektivnoe napravlenie maloi energetiki [Piezo-generators – a new perspective direction of small-scale power engineering]. Available at: http://metrology-spb.ru/Biblioteka/ Pezogeneratory_novoe_perspektivnoe_napravlenie_maloy_ jenergetiki (accessed 20 September 2017).

Zhukov S.N. P'ezoelektricheskaia keramika: printsipy i primenenie. [Piezoelectric ceramics: principles and applications]. Minsk, FUAinform Publ., 2003. 112 p.

O p'ezokeramike i perspektivakh ee primeneniia [About piezoceramics and pro-spects of its application]. Available at: http://kazus.ru/articles/368.html (accessed 20 September 2017).

P'ezoelement [Piezoelement]. Available at: http://engineering-solutions.ru/ultrasound/ piezomaterials/ (accessed 9 September 2017).

Kucheruk I.M., Gorbachuk I.T., Lucyk P.P. Zagal'nyj kurs fizyky: U tr'oh tomah. T.2. Elektryka i magnetyzm 2-ge vyd., vypr. [General physics course: Three volumes. Vol. 2. Electricity and magnetism 2nd ed., Vers.]. Kyiv, Tehnika Publ., 2006. 452 p.

Jaffe B., Cook W. R. Jr and Jaffe H. Piezoelectric ceramics. London and New York: Academic Press. 1971. 318 p.

Jan Tichy, Jiry Erhart, Erwin Kittinger, Jana Privratska. Fundamentals of Piezoelectric Sensorics. Heidelberg, Dordrecht, London, New York, Springer, 2010. 208 с.

David H. Johnson. Simulation of an ultrasonic piezoelectric transducer for NASA/JPL Mars rover. PA, USA, Cybersonic, Inc. of Erie, 2003.

Ranier Clement Tjiptoprodjo. On a Finite Element Approach to Modeling of Piezoelectric Element Driven Compliant Mecha-nisms. – Saskatchewan, Canada, University of Saskatchewan Saskatoon, April 2005, 200 p.

P’ezosistemy, INC. [Piezoelectric systems]. 2017. Avialable at.: http://piezo.com.

Inzhenernye resheniia [Engineering Solutions]. Available at: http://engineering-solutions.ru/ ultrasound/piezomaterials/ (accessed 20 September 2017).

Panich A.E., Sokallo A.I., Grishin E.A. i dr. Perspektivnye konstruktsii i tekhnologii sozdaniia gibkikh zerkal dlia adaptivnykh opticheskikh sistem [Perspective designs and technologies for creating flexible mirrors for adaptive optical systems]. Mikrosistemnaia tekhnika. 2002. no. 4. pp. 60–64.

Proc. 7th Brazilian Conf. on Dynamics, Control and Applications. «Dincon 2008». Available at: www.dem.feis.unesp.br/ (ac-cessed 20 September 2017).

Stel'ki – p'ezogeneratory [Insole – piezo-generators]. Available at: http: // www. mobipower.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=562 (accessed 20 Septem-ber 2017).

JR East Starts Test of Floor Able to Generate Power with Weight Applied by Passengers Going Through Ticket Gate.

Available at: http://techon.nikkeibp.co.jp/ english/NEWS_EN/20061017/122345/ (accessed 5 August 2017).

PG – novye istochniki elektroenergii. Fantazii ili real'nost'? [PG – new sources of electricity. Fantasy or reality?]. Available at: http://electrik.info/main/news/652-pezogeneratory-novye-alternativnye-istochniki-elektroenergii.html (accessed 29 August 2017).

Sodano A.H. Power Harvesting Using Piezoelectric Materials. Technical Digest PowerMEMS 2007 (Freiburg, Germany, 28–29 November 2007). 2008. pp. 39–44.

Jeon Y.B. MEMS power generator with transverse mode thin film PZT. Sensors and Actuators A: Physical. 2005. vol. 122.

no. 1. pp. 16–22.

Akopyan V.A. Definition of constants for piezoceramic materials. Nova Science Pub Incorporated, 2010. 204 p.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. Про схвалення Енергетичної стратегії України на період до 2035 року «Безпека, енергоефективність, конкурентоспроможність»: розпорядження КМУ. № 605-р – редакція від 18.08.2017, Київ, 2017.

2. Бедрій Я. І. Основи екології та охорона навколишнього середовища: навчальний посібник / Я. І. Бедрій.– К.: ЦУЛ, 2002. – 248 с.

3. Нова політика енергетичної незалежності (Витяг з програми Кабінету Міністрів України) // Матеріали сайта. – 2014. – Режим доступу: http: //www.energoatom. kiev.ua/ua/press/presentations/40826-nova_poltika_energetichno_nezalejnost_vityag_z_programi_kabnetu_mnstrv_ukrani/.

4. Пьезогенераторы – новое перспективное направление малой энергетики // Матеріали сайта. – 2017. – Режим доступу: http://metrology-spb.ru/Biblioteka/ Pezogeneratory_novoe_perspektivnoe_napravlenie_maloy_ jenergetiki.

5. Жуков С.Н. Пьезоэлектрическая керамика: принципы и применение / С.Н. Жуков. – Минск: ФУАинформ, 2003. – 112 с.

6. О пьезокерамике и перспективах ее применения // Матеріали сайта. – 2017. – Режим доступу: http: //kazus.ru/ articles/ 368.html.

7. ПЭ // Матеріали сайта. – 2017. – Режим доступу: http: // engineering-solutions.ru/ ultrasound/piezomaterials/.

8. Кучерук І. М. Загальний курс фізики: у трьох томах. Т.2. Електрика і магнетизм / І. М. Кучерук, І. Т. Горбачук, П. П. Лу-цик. – 2-е вид., випр. – К. : Техніка, 2006. – 452 с.

9. Jaffe B. Piezoelectric ceramics / B. Jaffe, W. R. Cook Jr and H. Jaffe. – London and New York: Academic Press. 1971. – 318 с.

10. Jan Tichy Fundamentals of Piezoelectric Sensorics / Jan Tichy, Jiry Erhart, Erwin Kittinger, Jana Privratska. – Heidelberg, Dordrecht, London, New York.: Springer, 2010. – 208 с.

11. David H. Johnson. Simulation of an ultrasonic piezoelectric transducer for NASA/JPL Mars rover / David H. Johnson. – PA, USA: Cybersonic, Inc. of Erie, 2003.

12. Ranier Clement Tjiptoprodjo. On a Finite Element Approach to Modeling of Piezo-electric Element Driven Compliant Mecha-nisms / Ranier Clement Tjiptoprodjo. – Saskatchewan, Canada: University of Saskatchewan Saskatoon, April 2005. – 200 с.

13. Пьезосистемы, INC // Матеріали сайта. – 2017. – Режим доступу: http://piezo.com.

14. Инженерные решения // Матеріали сайта. – 2017. – Режим доступу: http:// engineering-solutions.ru/ultrasound/ piezomaterials/.

15. Панич А.Е. Перспективные конструкции и технологии создания гибких зеркал для адаптивных оптических систем / А.Е. Панич, А.И. Сокалло, Е.А. Гришин и др. // Микросистемная техника. – 2002. – №4. – С. 60–64.

16. Proc. 7th Brazilian Conf. on Dynamics, Control and Applications. «Dincon 2008» // Матеріали сайта. – 2017. – Режим доступу: www.dem.feis.unesp.br/.

17. Стельки – пьезогенераторы // Матеріали сайта. – 2015. – Режим доступу: http://www.mobipower.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=562.

18. JR East Starts Test of Floor Able to Generate Power with Weight Applied by Passengers Going Through Ticket Gate // Матеріали сайта. – 2015. – Режим доступу: http: //techon.nikkeibp.co.jp/english/ NEWS_EN/20061017/122345/.

19. ПГ – новые источники электроэнергии. Фантазии или реальность? // Матеріали сайта. – 2015. – Режим доступу: http://electrik.info/main/news/652-pezogeneratory-novye-alternativnye-istochniki-elektroenergii.html.

20. Sodano A.H. Power Harvesting Using Piezoelectric Materials / A.H. Sodano // Technical Digest PowerMEMS 2007 (Freiburg, Germany, 28–29 November 2007). – 2008. – С. 39–44.

21. Jeon Y.B. MEMS power generator with transverse mode thin film PZT / Y.B. Jeon // Sensors and Actuators A: Physical. – 2005. – Т. 122, №. 1. – С. 16–22.

22. Akopyan V.A. Definition of constants for piezoceramic materials / V.A. Akopyan. – Nova Science Pub Incorporated, 2010. – 205 c.