基于流致振动和冲击的风能收集

要将MEMS能量采集元件应用于低风速环境,降低临界风速非常重要。 本文使用冲击来降低具有MEMS采集元件的流致振动风能采集系统的适用风速。 设计了一种基于冲击的风能收集系统,该系统由薄金属板,MEMS压电能量收集元件,刚性挡块,固定装置和钝体组成。 当风速增加到临界速度时,由MEMS收割元件和金属薄板组成的悬臂反复振动并受到刚性挡块的冲击。 冲击脉冲使MEMS采集元件振动,并且采集元件的压电层将振动能转换为电能。 实验结果表明,悬臂和挡块之间的每次撞击都会导致MEMS收割元件产生较大的变形,然后像阻尼系统一样自由衰减。 原型的临界风速在3.2 m / s至3.4 m / s之间。 当风速达到15.9 m / s时,在100 k Omega电阻上测得的MEMS收割元件的RMS电压和输出功率分别约为406 mV和1.6μW。