11198

بررسي پيشرفت هاي اخير درسيستم هاي برداشت انرژي مبتني بر ارتعاشات با تركيب ميدان مغناطيسي

1398

دكتر روح الله احمدي/ دكتر ميثم فرج الهي

امروزه استفاده از منابع انرژي ارزان قيمت و در دسترس و تجديد پذير به دلايل مختلف زيست محيطي و كاربردي مورد توجه ويژه قرار گرفته است. در اين راستا سيستم هاي برداشت انرژي از منابع مكانيكي و فيزيكي محيطي داراي كاربردهاي فراواني گشته و بعضا تجاري شده است. سيستم هايي كه مي توانند در ابعاد كوچك براي مصرف كننده هايي در حد ميلي وات و يا حتي ميكرووات توان توليد كرده و از منابعي چون ارتعاشات محيطي براي توليد اين انرژي پاك بهره ببرند. در طراحي اين برداشت كننده هاي انرژي، منبع انرژي باد به علت رايگان بودن و در دسترس بودن در خيلي از كاربردها،گزينه ي بسيار مناسبي است. در اين پايان نامه سعي شده است يك سيستم با فناوري برداشت انرژي از انرژي باد و تركيب آن با يك سيستم مبتني بر ميدان مغناطيسي جهت تبديل انرژي مكانيكي به انرژي الكتريكي، طراحي، ساخته و تست شود.. اين سيستم از يك توربين مارپيج ارشميدسي محور افقي تشكيل شده كه به وسيله ي نيروي باد به چرخش در مي آيد . بر روي شفت اين توربين، يك سيستم آهنربا و فنر كه داخل يك تيوب از جنس پلكسي شفاف مي باشد، تعبيه شده است. اين اهنربا به علت چرخش توربين در داخل لوله حركت خطي داشته و با ايجاد تغييرات شار مغناطيسي در معرض سيم پيچ پيچيده شده دور لوله پلكسي، باعث ايجاد جريان در داخل سيم پيچ و ايجاد نيروي الكترومغناطيسي و در نهايت انرژي الكتريكي مي شود. سيستم برداشت انرژي ساخته شده در محدوده چرخش 3 تا 5.2 دور بر ثانيه خروجي كه محدوده معادل آن در سرعت هاي باد بين 3 متر بر ثانيه تا 4.5 متر بر ثانيه است، بهترين عملكرد را از خود نشان مي دهد. تست هاي عملكردي در تونل باد و با سرعت ثابت و پايدار انجام گرفته است. براي تقويت حركت رفت و برگشتب آهن ربا درون سيم پيچ، دو ايده مختلف مورد استفاده قرار گرفت. يكي استفاده از فنر و يكي استفاده از اهن رباهاي هم نام در انتهاي مسير حركتي آهن ربا. بيشترين ولتاژ ( Vrms) در سرعت باد 3.15 متر بر ثانيه براي طرح اول 4.1 ميلي ولت و در طرح دوم در سرعت باد 3.51 متر بر ثانيه مقداري برابر با 4.84 ميلي ولت بدست آمده است. در نهايت با استخراج و حل معادلات حاكم بر سيستم برداشت كننده انرژي، به مقايسه نتايچ تئوري با نتايج حاصل از آزمايش ها پرداخته شده است. نتايج در آزمايش حدودا از سرعت 3.5 متر بر ثانيه روند متفاوتي از نتايج مدل سازي را نشان مي دهد كه به علت وجود محدوديت دامنه حركتي اهنربا در سيستم ساخته شده است. خطاي حدود 5/3 درصد، نشان از تطبيق منطقي و خوب بين نتايج تئوري و آزمايش است.. در طراحي و ساخت سيستم برداشت انرژي تلاش شده است كه به صورت سبك و كم هزينه بوده و قابليت حمل و راه اندازي آسان داشته باشد تا بتوان آن را به راحتي مونتاژ و آماده به كار كرد.

11/18/2020 12:00:00 AM

76260

1401/07/12

Design and fabrication of portable and easily assembled energy harvesting system based on levitation magnetic mechanism and using wind energy resources

برداشت انرژي , انرژي باد , شناوري مغناطيسي , قانون القاي الكترومغناطيسي

energy harvesting , wind energy sources , magnetic levitation mechanism , induction current of Faraday's law.