Cosechador de energía piezo-inductivo de baja potencia para vibraciones de baja frecuencia

Abstract

Este proyecto consiste en el desarrollo y evaluación de un cosechador de energía con el fin de encontrar valores óptimos de parámetros mecánicos y eléctricos que maximicen la potencia eléctrica cosechada en bajas frecuencias (entre 0 y 15 Hz) y baja potencia (orden de los mW) . Un dispositivo cosechador de energía fue desarrollado a partir de un Voice Coil Motor (VCM) adaptado con transductores inductivos y piezoeléctricos. Mediante ensayos experimentales de vibraciones, el cosechador de energía fue acondicionado a diferentes escenarios mecánicos y eléctricos que fueron valorados mediante las resonancias mecánicas determinadas en el espectro eléctrico medido en el dispositivo. Diferentes longitudes de vigas y masas fueron añadidas para pruebas dinámicas realizadas en el intervalo de frecuencia anteriormente indicado. Elementos magnéticos fueron adheridos como fuentes externas de variación forzada para estimular las resonancias en frecuencias no correspondientes a las propias del sistema cosechador. Esto con el fin de encontrar valores de maximización de cosecha de energía cuanto la fuente vibratoria estimulaba el dispositivo. A partir de un diseño optimo determinado, la carga eléctrica del circuito cosechador fue minimizada obteniendo el mayor beneficio eléctrico, como se expone en los resultados del trabajo.