Analysis of the energy harvesting performance of a piezoelectric bender outside its resonance

Autor: Frédéric Giraud, Betty Lemaire-Semail, Christophe Giraud-Audine, Michel Amberg, Adrian Z. Amanci, Francis Dawson
Přispěvatelé: Department of Electrical and Computer Engineering [TORONTO] ( ECE ), University of Toronto, Laboratoire d’Électrotechnique et d’Électronique de Puissance - EA 2697 ( L2EP ), Ecole Centrale de Lille-Haute Etude d'Ingénieurs-Université de Lille, Méthodes et outils pour l'Interaction à gestes ( MINT2 ), Inria Lille - Nord Europe, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Centre de Recherche en Informatique, Signal et Automatique de Lille (CRIStAL) - UMR 9189 ( CRIStAL ), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Ecole Centrale de Lille-Institut Mines-Télécom [Paris]-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Ecole Centrale de Lille-Institut Mines-Télécom [Paris]-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), IRCICA Stimtac Project, INRIA Mint Project., Department of Electrical and Computer Engineering [University of Toronto] (ECE), Méthodes et outils pour l'Interaction à gestes (MINT2), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre de Recherche en Informatique, Signal et Automatique de Lille - UMR 9189 (CRIStAL), Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d’Électrotechnique et d’Électronique de Puissance - ULR 2697 (L2EP), Centrale Lille-Université de Lille-Arts et Métiers Sciences et Technologies, HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-JUNIA (JUNIA), Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL), Ecole Centrale de Lille-Haute Etude d'Ingénieurs-Université de Lille-Arts et Métiers Sciences et Technologies, HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM), Centre de Recherche en Informatique, Signal et Automatique de Lille - UMR 9189 (CRIStAL), Université de Lille-Ecole Centrale de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lille-Ecole Centrale de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Lille - Nord Europe, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Centrale Lille-Haute Etude d'Ingénieurs-Université de Lille-Arts et Métiers Sciences et Technologies, Department of Electrical and Computer Engineering [University of Toronto] [ECE], Méthodes et outils pour l'Interaction à gestes [MINT2], Laboratoire d’Électrotechnique et d’Électronique de Puissance - ULR 2697 [L2EP], 13338|||Laboratoire d’Électrotechnique et d’Électronique de Puissance - ULR 2697 [L2EP], 432038|||Méthodes et outils pour l'Interaction à gestes [MINT2], Université de Lille-Ecole Centrale de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lille-Ecole Centrale de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2014
Předmět:
Engineering
Acoustics
Energie électrique [Sciences de l'ingénieur]
[INFO.INFO-DS]Computer Science [cs]/Data Structures and Algorithms [cs.DS]
Dielectric
Wide-bandwidth
Piezoelectric energy harvester
Analytical modelling
7. Clean energy
Maximum power point tracking
[SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic
[SPI]Engineering Sciences [physics]
[ SPI.NRJ ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
[ SPI.AUTO ] Engineering Sciences [physics]/Automatic
Electronic engineering
[INFO.INFO-DL]Computer Science [cs]/Digital Libraries [cs.DL]
Electrical and Electronic Engineering
Instrumentation
business.industry
Bandwidth (signal processing)
[SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power
Metals and Alloys
Phasor
Condensed Matter Physics
Piezoelectricity
Automatique / Robotique [Sciences de l'ingénieur]
Surfaces
Coatings and Films
Electronic
Optical and Magnetic Materials
Vibration
Excitation amplitude
business
Energy harvesting
Zdroj: Sensors and Actuators A: Physical
Sensors and Actuators A: Physical, Elsevier, 2014, 217, pp.129-138. 〈10.1016/j.sna.2014.07.001〉
Sensors and Actuators A: Physical, 2014, 217, pp.129-138. ⟨10.1016/j.sna.2014.07.001⟩
Sensors and Actuators A: Physical, Elsevier, 2014, 217, pp.129-138. ⟨10.1016/j.sna.2014.07.001⟩
ISSN: 0924-4247
1873-3069
DOI: 10.1016/j.sna.2014.07.001〉
Popis: When the frequency of the source of vibration of a piezolectric generator is significantly different from its eigenfrequency, the dielectric power losses become prominent and decrease the amount of power which is practically harvested. For off-resonance vibrating frequencies, the optimal operating conditions can be obtained with a Maximum Power Point Tracking method. This paper introduces complex phasors in the study of power conversion for piezoelectric generators. These complex phasors are used to describe three strategies which help simplify the tracking of the optimal generator output power for vibration frequencies which are away from resonance. Experimental results obtained on a prototype illustrate and confirm the approach with the phasor approaches illustrate and confirm the success of the proposed optimal power tracking strategies. Finally, we show that the efficiency results of each strategy depend on whether they are used inside or outside a frequency bandwidth around the eigenfrequency, and that the length of this bandwidth depends on the excitation amplitude. IRCICA Stimtac Project, INRIA Mint Project.
Databáze: OpenAIRE
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