PIËZO-tegel : ontwerp en toepassing van een piëzo-elektrische energie-oogstende tegel

Dam, C. ten (2011) PIËZO-tegel : ontwerp en toepassing van een piëzo-elektrische energie-oogstende tegel.

[img]
Preview
PDF
26MB
Abstract:In de eerste fase van het onderzoek is gekeken naar de basale werking van piëzo-elektriciteit, het verschijnsel van bepaalde materialen om onder vervorming een verhoogd voltage af te geven. Er kan energie worden gewonnen wanneer piëzo-elementen veelvuldig worden vervormd, zoals wanneer het piëzo-materiaal in trilling wordt gebracht. Dit kan in potentie bij in natuur en technologie aanwezige trillingen, zodat men spreekt van ‘energie oogsten’, het afvangen van restenergie uit de omgeving die anders verloren gaat. Het opwekken van elektriciteit kan op drie manieren plaatsvinden, die gebruik maken van het indrukken of buigen van het piëzo-elektrisch element. Voor toepassing van een piëzo-elektrisch energie-oogstend systeem in de publieke ruimte zijn voetgangers een interessante bron van trillingen. Bij iedere voetstap gaat een aanzienlijke hoeveelheid energie verloren in de ondergrond, die potentieel afgevangen kan worden en voor een nuttig doel kan worden gebruikt. Er is gekeken naar interessante locaties waar veel voetgangers zijn en welke objecten geschikt zijn om als energie-oogster te dienen. Vele locaties zijn interessant voor toepassing van plaatselijk opgewekte elektriciteit. Het universeel geschikte object om de energie van voetstappen mee op te vangen is een verhardingselement, zoals een stoeptegel of traptrede. In de praktijk blijkt dat met bestaande energie-oogstende voetgangerstegels slechts een klein deel van de beschikbare energie uit een voetstap kan worden afgevangen. Hierdoor zijn de mogelijke toepassingen beperkt door de kleine hoeveelheid beschikbare elektrische energie die wordt gewonnen. De energie kan direct worden toegepast of worden gebufferd, zodat er op piekmomenten veel energie beschikbaar is. Toepassingen kunnen gebruik maken van energiezuinige toepassingen zoals LED-verlichting en kleine mechanische toepassingen. De voorgestelde energie-oogstende tegel maakt gebruik van het principe van buiging van piëzo-elektrisch materiaal dat middels een impuls, opgewekt door een verend systeem, in trilling wordt gebracht wanneer deze wordt belast en wordt ontlast. De ontworpen conceptuele tegel zal als een gesloten systeem elektrische energie opwekken en met een waterdichte aansluiting in contact komen met de toepassing of het buffersysteem (zoals een accu) die energie behoeft. Ook kunnen meerdere tegels aan elkaar gekoppeld worden met koppelstukken die de elektriciteit van meerdere tegels opvangen en doorsturen naar de toepassing of buffer. De gevonden toepassingen maken veelal gebruik van meerdere tegels om zo meer energie af te vangen. De toepassingen zijn gecategoriseerd naar hun doeleinden: navigatie en informatieverstrekking; mechanisch-functionele toepassingen; speelse en kunstzinnige toepassingen; toepassingen ter bevordering van verkeersveiligheid. De meeste gevonden toepassingen zijn gericht op voetgangers, maar hierop zijn ook uitzonderingen. Een selectie hiervan is uitgebreid gevisualiseerd.
Item Type:Essay (Bachelor)
Faculty:ET: Engineering Technology
Subject:20 art studies
Programme:Industrial Design BSc (56955)
Link to this item:http://purl.utwente.nl/essays/72181
Export this item as:BibTeX
EndNote
HTML Citation
Reference Manager

 

Repository Staff Only: item control page