双筒风能压电采集器

风能直驱高效采集

利用双圆柱涡激振动驱动悬臂梁，拓宽风速范围并提高输出功率，为自供能传感提供新方案。

Guotai, Wang · Lianjian, Luo · Zhao, Qingling · Yang, Chongqiu · 沈辉 · 宋汝君

Ferroelectrics, Letters Section 2023

参数信息

输出功率

7.812 mW

圆柱直径

36 mm

技术优势

低风速即可发电

在 4.3 m/s 的微风下，双圆柱诱导的涡激振动就能使悬臂梁产生足够变形，输出功率达 7.812 mW。

无需旋转部件

利用流固耦合的涡激振动直接驱动压电梁，整个采集单元没有旋转或滑动接触，从而减少磨损、延长寿命并降低维护需求。

宽风速范围适应

随着风速增加，输出功率先升后降，说明器件在设计范围内均能工作，适合实际风况的波动。

应用场景

• 风能采集器：直接利用风力驱动压电梁，无需电机，可为户外或管道内的小型设备供能。
• 无线传感节点供电：在 4.3 m/s 风速下输出 7.812 mW，足够多数低功耗无线传感节点工作。
• 微纳能源自供电：微型化结构从风场中直接取能，免除电池更换，适合微纳系统自供电。
• 无人机轻量供能：无旋转部件、结构轻，附加在无人机上可采集飞行气流为轻量载荷供电。