Modelování a verifikace piezoelektrického generátoru

Abstract

Tato práce se zabývá vytvořením, určením parametrů a ověřením modelu piezolektrického generátoru. Tento matematický model by měl sloužit jako nástroj při vývoji nových generátorů a to zejména při analýze využitelnosti dostupného zdroje energie (vibrace) a pro samotný návrh. Nejprve je v práci provedena rešerše způsobů získávání energie z okolí, která je dále rozvedena v podrobný popis piezoelektrických generátorů a způsobů jejich modelování. V práci je popsána metodika určení parametrů a vytvoření modelu ve stavovém tvaru nebo jako model v MATLAB/Simulink. Postupy uvedené v práci jsou demonstrovány na komerčně dostupném generátoru. V rámci práce je vytvořen přípravek, který slouží jako univerzální nástroj při experimentech s generátorem. Na závěr práce je model aplikován při analýze výtěžnosti energie z lidské chůze a krátce je představena modifikace modelu.

This master's thesis deals with the development and verification of the model of the piezoelectric generator, incl. determination of its parameters. This mathematical model should be used as a tool for development of new devices, especially for analysis of applicability of available energy source (vibration) and for design of device itself. At first the review of energy harvesting is described deeply. Subsequently piezoelectric generators and the ways how we can model them, are depicted in details. The methodology of parameters estimation and model development is presented in state space or in MATLAB/Simulink environment and applied on the commercial generator Midé V21BL. A device has been made within the scope of the thesis, which can be used as an universal tool in experiments with generator. Finally the model is applied on the analysis of energy yield from man's walk and there is also brief introduction to model modifications.