Sistema de Energy Harvesting empregado a estruturas bioinspiradas usando dispositivo Piezoelétrico PVDF

• Autor(a) principal: Nascimento, Alessandro Cassiano Vargas do
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFFS (Repositório Digital da UFFS)
• Texto Completo: https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/3551
• topic: Energia; Meio ambiente; Tecnologia; Energy Harvesting; Piezoeletricidade; Eletricidade e eletrônica

Recentemente uma crescente tendência no ramo tecnológico voltado ao desenvolvimento de dispositivos eletrônicos autônomos e de baixo consumo de energia levou ao surgimento de um conceito relativamente novo de pesquisa, chamando Energy Harvesting. É do interesse de tal segmento de estudo buscar novas alternativas de se derivar fontes de energia ambiente, preferencialmente não convencionais, tais como vibrações, cargas mecânicas, solar, térmica, eólica, hidráulica, entre outras pouco usuais, por assim dizer, em pequenas quantidades de energia elétrica útil para alimentar dispositivos e circuitos eletrônicos de baixo consumo de energia elétrica. Dessa forma, o presente estudo apresenta uma abordagem alternativa de produção de energia renovável em microescala explorando o potencial eólico por meio de vibrações mecânicas induzidas e impostas pelo fluxo de vento, sobre pequenas estruturas arquitetônicas artificiais com formato de folha árvore real, empregando o polímero piezoelétrico Polifluoreto de Vinilideno (PVDF) como caule vertical e horizontal. Assim, três modelos de folhas artificiais foram desenvolvidos e investigados na conversão de energia mecanoelétrica, os quais foram denominados Folha Triangular em I (FTI) e Folha Artificial em I (FAI), ambos com o material piezoelétrico orientado verticalmente (I); e Folha Triangular em L (FTL), com o elemento piezoelétrico orientado horizontalmente (L). Os resultados obtidos no estudo demonstraram um desempenho razoavelmente bom na conversão de oscilações mecânicas em eletricidade, especialmente nos modelos FAI e FTI. Enquanto para o modelo FTL, observou-se que o emprego do transdutor PVDF não é o mais adequado na configuração horizontal proposta, havendo assim a necessidade de experimentos futuros com materiais um pouco mais rígidos, como é o caso das cerâmicas piezoelétricas. Ademais, as máximas potências de saída registradas nos experimentos foram de 3,96 µW para o modelo FAI e 2,22 µW para o modelo FTI com velocidades do vento em 5,66 m/s, superando alguns resultados encontrados na literatura.