基于高速公路振動能量汲取裝置的研究.pdf

1、地球上常規(guī)能源的含量是有限的，能源是整個世界發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長的最基本的驅(qū)動力，也是人類賴以生存的基礎(chǔ)，世界能源結(jié)構(gòu)先后經(jīng)歷了以柴薪為主、以煤為主和以石油為主的時代，現(xiàn)在正逐漸向以天然氣為主轉(zhuǎn)變，同時水能、核能、光能、太陽能等可再生能源也正得到廣泛的利用。
　　為迎合可持續(xù)發(fā)展觀的要求，我們不可能無節(jié)制的消耗不可再生能源。低碳環(huán)保的概念日益加強(qiáng)，其他方式的能源在總能源消耗中的比例會進(jìn)一步的提高。若能大自然中的振動能轉(zhuǎn)換為電能，則不僅提

2、高了能源的使用效率，還更環(huán)保更低碳，目前振動能量汲取技術(shù)的研究已成為國際相關(guān)科研機(jī)構(gòu)的研究熱點，對人類社會的發(fā)展具有重要意義。首先，它為人類社會提供了一種新的能源開發(fā)方式;其次，大自然的振動能取之不盡;最后，它的應(yīng)用范圍極為廣泛。
　　壓電材料如壓電陶瓷具有壓電效應(yīng)。壓電效應(yīng)是機(jī)械能與電能互相轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象。壓電材料受到電場作用會發(fā)生形變，當(dāng)其受力作用發(fā)生形變時會形成電場。利用壓電材料的壓電效應(yīng)，將壓電材料置于振動環(huán)境中，通過壓電材料

3、將將振動中的動能轉(zhuǎn)換為電能，并將電能保存在可充電電池中，以作為微小型電器的供電電源。目前壓電式振動能量汲取技術(shù)的研究也成為熱點中的熱點。
　　低碳環(huán)保概念的日益普及，LED燈的使用頻率越來越大，使用范圍越來越廣，LED的優(yōu)點在于使用壽命長、功率低、易于集成且發(fā)光亮度大。
　　公路兩側(cè)的路燈是城市電能消耗大戶，要降低城市的能源消耗量，創(chuàng)建節(jié)能環(huán)保型城市，那么降低路燈的能源消耗是必經(jīng)之途，而降低路燈的能源消耗最直接的方法是有效的

4、利用大自然中的風(fēng)能、太陽能等，本文提供了一種新的降低路燈能源消耗的方法，即汲取公路的路基振動能并將其轉(zhuǎn)換為電能從而為路燈供電。分析了汲取路基振動能量這種方式的可行性，對各種轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行了分析和改進(jìn)，提出了配套的振動能量汲取和轉(zhuǎn)換為電能的方法，本文的工作主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
　　(1)對路基的振動頻率范圍進(jìn)行分析，確定路基振動頻率的集中點，選取與路基振動頻率集中點相匹配的壓電陶瓷模塊，以達(dá)到最大的能量轉(zhuǎn)換效率。
　　(2)