Оценка эффективности применения пьезоэлементов для генерации электрической энергии

Введение …………………………………………….……………………………3
1. Обзор и анализ существующих генераторов на основе пьезоэлементов
1.1. История открытия пьезоэлементов………..……………………………………..5
1.2. Свойства и характеристики пьезоматериалов ……….…………………..7
1.3. Классификация пьезоэлементов……………………………………………11
1.4. Примеры пьезогенераторов………………………………………………14
1.5. Сравнение существующих генераторов на основе пьезоэлементов……32
1.6. Цели работы……….……………….………………………………………….37
1.7. Выводы………………………………………………………………………37
2. Теоретическое обоснование применения пьезоэлементов в качестве генератора
2.1. Пространственная энергосиловая структура пьезокерамических элементов…………..……………………………………………………………….39
2.2. Определение параметров и эффективности применения пьезогенератора……………………………………………….…………..42
2.3. Технико-экономический обоснование….……………….…….….………60
2.4. Выводы…………………………………………………………………….64
3. Экспериментальное исследование пьезоэлектрических генераторов
3.1. Расчет эффективности применения системы пьезоэлектрических генераторов……………………………………………….………………..65
3.2. Методика эксперимента……………………………………………………75
3.3. Технико-экономическое обоснование…………………………………….80
3.4. Выводы……………………………………………………………………..82
Заключение………………………………………………….……….………….83
Список литературы…………………………………………………………….

1 Андреев Н. Н. Пьезоэлектрические кристаллы и их применение. –М.: Электричество, 1947.
2 Будников И. II. и др. Новая керамика. –М.: Стройиздат, 1969. –312 с.
3 Гутин JI. Я. К теории пьезоэлектрического эффекта –М.: ЖЭТФ. 1945. 367–379 с.
4 Джагупов Р. Г., Ерофеев А. А. Пьезоэлектронные устройства вычислительной техники, систем контроля и управления: Справочник. СПб.: Политехника, 1994. –608 с.
5 Кулиев Ю. Н. и др. Пьезоприемники давления. –М.: Издательство Ростовского университета, 1976.
6 Кудряшоп Э. Л., Матер В. Е., Поперечные пьеэоэлементы для датчиков силы и давления. –М.: Приборы и системы управления, 1989.
7 Магнитные и диэлектрические приборы / Под ред. Г. В. Катца. Ч.1. М.: Энергия, 1964.
8 Материалы пьеэокерамические. Методы испытаний. ГОСТ 12370-80. М., 1980.
9 Материалы пьеэокерамические. Типы и марки. Технические требования. ГОСТ 13927-68. М., 1968.
10 Проспекты фирмы «and Kjer». Nerum, Denmark, 2010.
11 Проспекты фирмы «Kistler Instrumente AG». Winterthur, Switzerland, 2010.
12 Свердлин Г. М., Огурцов Ю. П. Расчет преобразователей. Л.: Иэд-во
ЛКИ, 1977.
13 Ситдиков Р.А. Сборник материалов XXIII Всероссийской межвузовской научно-технической конференции, Казань 2011. -120 с.
14 Ситдиков Р.А. Материалы докладов XIV аспирантско-магисторского научного семинара, посвященного дню энергетика, Казань 2011. -231 с.
15 Ситдиков Р.А Материалы докладов XV аспирантско-магисторского научного семинара, посвященного дню энергетика, Казань 2012. -245 с.
16 Ситдиков Р.А. Тезисы докладов VI международной молодежной научной конференции Тинчуринские чтения, том 3. Казань 2011. -132 с.
17 Ситдиков Р.А. Тезисы докладов VII международной молодежной научной конференции Тинчуринские чтения, том 3. Казань 2012. -189 с.
18 Ситдиков Р.А. Сборник материалов XLI Всероссийской межвузовской научно-практической конференции, Москва 2011. -204 с.
19 Смагин А. Г., Ярославский М. И. Пьезоэлектричество кварца и кварцевые резонаторы. М.: Энергия, 1970.
20 Фесенко Е. Г., Данцигер А. Я., Разумовская О. Н. Новые пьезокерамические материалы. Ростов н/Д: РГУ, 1983.
21 Шарапов В. М. Минаев И. Г., Бондаренко Ю. Ю. и др. Пьезоэлектрические преобразователи (Справочное пособие) / Под ред. В. М.
Шарапова. Черкассы: ЧГТУ, 2004.
22 Шарапов В. М., Мусиенко М. П., Шарапова Е. В. Пьезокерамические
преобразователи физических величин / Под ред. В. М. Шарапова.
Черкассы: ЧГТУ, 2005.
23 Шарапов В. М., Мусиенко М. П., Балковская Ю. Ю. Об одной классификации пьеэокерамических преобразователей // Вестник Черкасского государственного технологического университета. 2003.
24 Шульга Н. А., Болкисев А. М. Колебания пьезоэлектрических тел / Отв. ред. Б. П. Маслов; АН УССР. Ин-т механики. Киев: Наука, 1990. -228 с.
25 Lvnnworth L. C. Ultrasonic impedance matching from solids to gases //
ITTT Trans, sonics and ultrasonics. 1965. SU-12. 2.
26 Thurstor R. Effect of electrical and mechanical terminating resistacts
on loss and bandwidth according to the conditional equivalent cirait of a
piezoelectric transducer // IRE Transact on Ultrasonics. Eng. 1960. No. 1.
27 Патент Украины № 53953, H04R17/00. Пьезоэлектрический преобра-
зователь / Шарапов В. М., Роттэ С. В. Опубл. 17.02.03. Бюл. № 2.
28 Thurstor R. Effect of electrical and mechanical terminating resistacts
on loss and bandwidth according to the conditional equivalent cirait of a
piezoelectric transducer // IRE Transact on Ultrasonics. Eng. 1960. No. 1
29 Coult Hard J. Ultrasonic sensing of object in gaseous media // Ultrasonics. 1968. 6. No. 3. P. 167-174.
30 Патент № 3573394 (США). Кл. А61В 5/02, 1971.
31 Патент № 3573394 (США). КЛ. А. 61В 5/02, 1971.
32 О пьезокерамике и перспективах ее применения [Электронный ресурс]. – URL: http://kazus.ru/articles/368.html (дата обращения: 21.09.2011).
33 Электростанции на пьезокерамике [Электронный ресурс]. – URL: http://www.energoinform.org/pointofview/power-station-piezoelectric/index.aspx (дата обращения: 14.04.2011).
34 Пьезоэлектрический генератор постоянного тока [Электронный ресурс]. – URL: http://www.ntpo.com/patents_electricity/electricity_6/electricity_19.shtml (дата обращения: 17.11.2011).
35 Пьезогенератор – перспективный источник питания [Электронный ресурс]. – URL: http://www.nanometer.ru/2010/06/30/1277925948652_214787.html (дата обращения: 25.10.2011).
36 Пьезогенератор – перспективный источник питания [Электронный ресурс]. – URL: http://ekaterinodar.ru/news/hitech/1031162.html (дата обращения: 04.11.2011).
37 Инверторы (промышленные инверторы, конвертеры) [Электронный ресурс]. – URL: http://russian.alibaba.com/product-gs/universal-inverters-industrial-inverters-converters–362854819.html (дата обращения: 05.12.2011).
38 Энергетическая стратегия России на период до 2020 года [Электронный ресурс]. – URL: http://www.minprom.gov.ru/docs/strateg/1 (дата обращения: 27.11.2011).