振动与噪声的能量回收.
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压电材料在能量收集中的应用压电材料是一类特殊的晶体材料,具有压电效应,即在受到机械应力作用时会产生电荷分离现象。
压电材料由于其独特的性质被广泛应用于能量收集领域,可以将机械能转化为电能,实现能量的收集和存储。
本文将以压电材料在能量收集中的应用为主题展开讨论。
首先,压电材料在振动能量收集中的应用已经取得了重要的突破。
人体行走、机动车行驶等活动都会产生振动能量,而利用压电材料可以将这种振动能量转化为电能。
目前,压电发电器已经成功应用于振动能量收集装置中,可以将机械振动转化为电能进行收集和存储。
这种方法不仅可以为小型电子设备提供便携式、绿色的电源,还可以应用于建筑物、桥梁等大型结构的健康监测和智能化管理。
其次,压电材料在环境能量收集中也有着广阔的应用前景。
环境中存在着丰富的能量资源,如光能、热能和机械能等,而压电材料可以将这些能量转化为电能进行收集。
例如,压电太阳能电池可以将光能转化为电能,实现太阳能的高效利用;压电热能收集装置可以将温度差转化为电能,为低温发电提供了新的思路。
此外,利用压电材料将环境噪声转化为电能也成为研究的热点,这为城市环境能量的收集和利用提供了新的途径。
除了振动和环境能量收集外,压电材料还在海洋能量收集、机械能量收集和生物能量收集等方面展现了其独特价值。
海洋中的潮汐、波浪和水流等能量被广泛认为是一种无限的清洁能源,而利用压电材料可以将这些能量转化为电能,实现海洋能源的高效利用。
此外,利用压电材料收集机械能量有望应用于车辆行驶过程中的能量回收和储存系统,提高能源利用效率。
压电材料还可以应用于生物体内能量的收集和传感,为生物医学研究和医疗设备提供新的可能性。
虽然压电材料在能量收集中的应用具有很大的潜力,但目前还存在一些挑战和问题需要解决。
首先,压电材料的效率和稳定性需要进一步提高,以提高能量收集的效率和可靠性。
其次,压电材料的制备成本较高,需要进一步优化工艺和改进材料的制备方法,降低制造成本。
振动能量收集技术的近况与展望摘要:随着人们对环境和能源越来越关注,振动能量收集技术已成为能量收集技术中的一大研究热点,振动能量收集技术在微机电系统中主要起供电的作用,该技术主要通过电磁转换、静电转换、压电转换等将振动能转化为电能。
简要介绍了振动能量收集技术的原理以及三种能量收集装置的结构形式,分析了以上三种能量转化方式的优点和缺点,并着重描述了国内外研究人员的创新设计与研究成果,由此展望了振动能量收集技术的发展趋势。
关键词:振动能量收集;电磁转换;静电转换;压电转换1 引言近几年来,随着微机电系统(MicroelectromechanicalSystems,MEMS)的快速发展,人们对MEMS元件的尺寸要求也越来越高,即要求元件尺寸的微小化与高精度化。
由于MEMS在各个领域的应用更加广泛,也将面临越来越复杂的环境,所以对MEMS元件的性能要求也将更高,其中最重要的一点是元件的可持续性。
因此,与MEMS元件的可持续性密切相关的能量收集技术受到广大研究人员的关注。
振动能是一种低频率且功率稳定的振动能量,它广泛地分布于生活中的方方面面。
在微纳米技术、机械与材料工程方面的快速創新与发展使得振动能量收集成为可能,因此,振动能量采集技术将有广阔的应用领域。
目前,国内外学者提出的振动能量收集技术主要包括电磁转换、静电转换和压电转换三种能量收集技术[1-2]。
本文将介绍以上三种技术的创新方法、发展现状和发展前景。
2 发展现状2.1 电磁转换能量收集技术根据电磁转换原理设计的振动能量收集装置是基于法拉第电磁感应定律将生活中的大量振动能转化为可利用的电能,该装置的结构为闭合线圈和永磁体。
法拉第电磁感应定律表明,只要通过闭合线圈的磁通量产生变化,闭合电路中就会产生电流,从而对外部系统输出电能,这种现象称为电磁感应现象。
根据法拉第电磁感应定律,外界的振动使闭合线圈或永磁体二者发生相对运动,引起通过线圈的磁通量发生改变,导致感应电流的产生,使电能向外部系统输出。
武汉理工大学本科生毕业设计(论文)开题报告目录摘要 (I)ABSTRACT.................................................................................................................................. . II 绪论. (1)1噪声回收系统原理 (3)1.1声电转换器 (3)1.1.1常见声电转换器的原理 (3)1.1.1.1动圈式声电转换器 (3)1.1.1.2电容式声电转换器 (4)1.1.1.3驻极体声电转换器 (4)1.1.1.4压电式声电转换器 (5)1.1.2声电转换器的选择和使用 (6)1.1.3声电转换器的指向性 (7)1.2噪声源定位原理 (7)1.2.1仿人双耳的声源定位方法 (7)1.2.2基于到达时间差的声源定位方法 (7)1.2.3基于声压幅度比的声源定位方法 (8)1.3太阳能电池工作原理和特性 (9)1.3.1太阳能电池工作原理 (9)1.3.2太阳能电池的电学特性 (11)2噪声源定位模块设计 (12)2.1方案论证 (12)2.2硬件设计 (13)2.2.1单片机 (13)2.2.2两相步进电机 (15)2.2.3步进电机驱动电路 (16)2.2.4单片机晶振 (17)2.2.5电压比较器 (17)2.3系统实物模型 (18)3能量转换及收集模块设计 (20)3.1整流电路的设计 (20)3.1.1桥式整流电路 (20)3.1.2三倍压整流电路 (22)3.1.3整流电路的选择 (24)3.2 DC-DC升压电路的设计 (24)3.2.1 Max1678芯片介绍 (24)3.2.2 DC-DC转换器原理 (25)3.2.3 电路设计 (27)3.2.4 元件的选择 (28)3.3 能量收集电路的设计 (29)3.3.1电容储能电路 (29)3.3.2锂电池储能电路 (30)4软件设计 (33)4.1方案论证 (33)4.2主程序 (33)4.3中断子程序 (34)5结论与展望 (35)5.1结论 (35)5.2展望 (36)致谢 (37)参考文献 (38)附录1噪声源定位硬件原理图 (40)附录2能量回收硬件原理图 (40)附录3系统总硬件原理图 (42)附录4声源定位程序 (43)摘要在近代工业高速发展的今天,环境噪声污染对人们的生活影响越来越大。
埃安动能回收功率
埃尔温动能回收功率是指将废弃噪声、震动、振动、热能等转化为可利用的电能或其他形式的能量的能力。
这种回收过程通常通过特定的装置、技术或系统来实现。
具体的能量回收功率取决于所使用的设备和技术以及噪声、震动、振动或热能的大小和特性。
一些常见的动能回收技术包括:
1. 噪声能量回收:利用噪声产生的声波振动将其转化为电能。
这可以通过声波微波发电机、声波振动发电机等装置来实现。
2. 振动能量回收:利用机械振动或结构振动产生的能量将其转化为电能。
这可以通过振动发电机、压电材料等技术来实现。
3. 热能回收:利用废热产生的温度差将其转化为电能。
这可以通过热电发电机、热泵等技术来实现。
埃尔温动能回收功率的大小取决于能量源的特性和回收装置的效率。
通过优化回收装置的设计和提高能量转化效率,可以增加动能回收功率。
振动能量在发电领域的利用研究综述(石登仁 S2******* 机研121班机械工程专业)关键词:振动,发电,利用,综述摘要:查阅了国内外的大量资料,从机械振动、海洋海波、空气(风能)等学科领域存在的振动发电及电能转换与研究现状进行了综述。
0 前言随着对绿色环保能源需求的加大及新型高效能源的快速发展,振动发电及技术日益受到国内外学者及企业的广泛关注。
目前研究领域已涉及大气气流振动发电、海洋海波振动发电、公路振动发电、人流密集区踩踏发电、机械振动发电及纳米发电等众多方面,是一种具有长远发展潜力的电能获取方式。
1 机械振动能量回收发电目前研究的最多最深入的压电式振动发电研究与应用。
根据发电原理不同,振动发电机可以分为静电式、电磁式与压电式。
其中,压电式振动发电机以其能量转换效率高、结构简单、无电磁干扰、易于实现整体结构的微型化与集成化等优点成为国内外振动发电领域研究的重点。
振动发电机模型如图1所示。
振动发电机与外界振动激励频率相同即共振时发电机输出平均功率最大。
其中,压电式振动能量采集结构利用压电材料的压电效应,当压电元件在外界振动源激励作用下随之振动时,压电元件产生变形,压电元件表面随之累积电荷,从而在压电元件的上下两个电极之间形成电势差,通过能量采集电路将该电势差转换并存储,完成机械振动能向电能的转换。
图1 振动发电机模型哈尔滨工业大学袁江波等人研究了复合型悬臂梁压电振子振动模型及发电试验【1】,他们用悬臂梁压电振子俘获环境中振动能,对环境振动频率敏感且频带有限,在谐振频率与环境振动频率不匹配的情况下,设计复合型悬臂梁压电振子并建立其振动模型。
研究结果表明,复合型悬臂梁压电振子谐振频率范围为56~72 Hz,与理论分析结果基本吻合。
相比于单悬臂梁压电振子,复合型悬臂梁压电振子有效地拓宽了其谐振频带,易于实现与环境振动源振动频率匹配以提高压电发电效率。
在此基础上,进行复合型悬臂梁压电发电装置的发电能力测试,在负载为820Ω,工作频率为60 Hz 时最大输出功率达到4.9 mW,产生的能量能够满足网络传感器等低耗能微电子产品的供能需求。
废弃物能源回收中的噪声与震动控制研究废弃物的资源化利用是当前环境保护与可持续发展的重要课题之一。
在废弃物的处理过程中,噪声和震动作为常见的环境污染源,不仅影响着周围居民的生活质量,还可能对工作人员的健康造成不良影响。
因此,对废弃物能源回收中的噪声与震动进行控制研究,具有重要的理论和实践意义。
一、废弃物能源回收中的噪声与震动现状分析废弃物能源回收领域涵盖废弃物焚烧、生物质能利用等多个方面,这些过程常常会产生噪声和震动。
据统计,全球每年因环境污染导致的噪声和震动疾病死亡人数高达数十万人,可见噪声与震动对人类健康的危害之大。
在废弃物能源回收领域,由于处理设备的运转和物料的碾磨等操作,会产生大量噪声和震动。
这些环境污染源严重影响了周围居民的生活和工作环境,也不利于废弃物回收产业的可持续发展。
二、废弃物能源回收中噪声与震动控制技术研究1. 噪声控制技术研究为有效控制废弃物能源回收中的噪声污染,研究人员提出了一系列噪声控制技术。
其中,隔声墙的建设是一种有效的噪声控制手段,通过设置隔音材料和结构设计合理的墙体,可以有效隔绝噪声传播。
此外,对废弃物处理设备进行声学改造,优化运转参数,也可以有效降低噪声污染。
除此之外,合理规划废弃物处理厂的布局,减少噪声产生源与居民区的距离,也是一种有效的噪声控制策略。
2. 震动控制技术研究对于废弃物能源回收中的震动污染问题,研究人员也提出了相应的控制技术。
在处理废弃物时,通过合理设计处理设备的减震支座,可以有效减少震动传递到周围环境中的情况。
此外,对废弃物处理设备进行结构优化设计,提高设备的稳定性和抗震性能,也是一种有效的震动控制措施。
同时,在运行过程中对设备进行定期检查和维护,及时发现并处理可能引起震动的故障点,也是保证设备稳定工作和减少震动的重要手段。
三、废弃物能源回收中的噪声与震动控制管理策略1. 立法与标准制定为了有效控制废弃物能源回收中的噪声与震动污染,相关部门部门应当加强立法工作,制定相关的环境噪声和震动管理法规。
能源行业节能减排技术规范第1章总则 (4)1.1 范围 (4)1.2 规范性引用文件 (4)1.3 术语和定义 (4)1.3.1 节能 (4)1.3.2 减排 (4)1.3.3 节能减排技术 (4)1.3.4 能源利用效率 (4)1.3.5 污染物排放 (4)1.3.6 环境绩效 (5)第2章节能技术 (5)2.1 工艺流程优化 (5)2.1.1 概述 (5)2.1.2 优化方法 (5)2.2 余热余压利用 (5)2.2.1 概述 (5)2.2.2 利用技术 (5)2.3 高效节能设备 (5)2.3.1 概述 (5)2.3.2 设备类型 (6)2.4 能量系统优化 (6)2.4.1 概述 (6)2.4.2 优化措施 (6)第3章电力系统节能 (6)3.1 发电环节节能 (6)3.1.1 提高燃料燃烧效率 (6)3.1.2 余热回收利用 (6)3.1.3 节能发电技术 (6)3.2 输电环节节能 (7)3.2.1 优化电网结构 (7)3.2.2 提高输电设备效率 (7)3.2.3 新型输电技术 (7)3.3 变电环节节能 (7)3.3.1 高效变压器 (7)3.3.2 无功补偿 (7)3.3.3 智能电网技术 (7)3.4 配电环节节能 (7)3.4.1 优化配电网络 (7)3.4.2 高效配电设备 (7)3.4.3 需求侧管理 (7)3.4.4 分布式能源 (7)第4章燃料燃烧优化 (8)4.1 燃烧设备改进 (8)4.1.1 燃烧器设计优化 (8)4.1.2 燃烧设备维护与升级 (8)4.2 燃料质量优化 (8)4.2.1 燃料筛选与加工 (8)4.2.2 燃料掺烧优化 (8)4.3 燃烧过程监控与控制 (8)4.3.1 燃烧参数监测 (8)4.3.2 燃烧控制系统 (8)4.3.3 污染物排放监测与控制 (9)第5章节能减排措施 (9)5.1 燃烧污染物减排 (9)5.1.1 提高燃烧效率 (9)5.1.2 燃料替代 (9)5.1.3 燃烧设备升级 (9)5.2 生产过程污染物减排 (9)5.2.1 生产工艺优化 (9)5.2.2 生产设备升级 (9)5.2.3 生产过程自动化 (9)5.3 污染防治设施优化 (9)5.3.1 废气处理设施改进 (9)5.3.2 废水处理设施优化 (9)5.3.3 固废处理与资源化利用 (10)5.3.4 噪声与振动控制 (10)第6章节能管理 (10)6.1 能源计量与统计 (10)6.1.1 能源计量 (10)6.1.2 能源统计 (10)6.2 能源消费定额管理 (10)6.2.1 定额制定 (10)6.2.2 定额实施 (10)6.2.3 节能奖励与处罚 (10)6.3 能源审计与节能评估 (11)6.3.1 能源审计 (11)6.3.2 节能评估 (11)6.3.3 节能改造 (11)第7章节能减排技术与经济评价 (11)7.1 节能减排技术评价方法 (11)7.1.1 技术评价指标 (11)7.1.2 技术评价流程 (11)7.1.3 常见节能减排技术评价方法 (11)7.2 技术经济分析 (12)7.2.1 投资成本分析 (12)7.2.2 经济效益分析 (12)7.2.3 技术经济评价方法 (12)7.3 节能减排投资决策 (12)7.3.1 投资决策方法 (12)7.3.2 投资决策依据 (12)7.3.3 投资决策流程 (12)7.3.4 投资决策注意事项 (13)第8章源头减量与循环经济 (13)8.1 源头减量技术 (13)8.1.1 能源消费优化技术 (13)8.1.2 低能耗生产工艺 (13)8.1.3 节能减排一体化技术 (13)8.2 废物资源化利用 (13)8.2.1 废水处理与回用 (13)8.2.2 废渣处理与利用 (13)8.2.3 废气处理与回收 (14)8.3 循环经济产业链构建 (14)8.3.1 产业园区循环经济模式 (14)8.3.2 产业协同共生模式 (14)8.3.3 区域循环经济体系 (14)8.3.4 信息化与智能化管理 (14)第9章节能减排政策与法规 (14)9.1 政策体系 (14)9.1.1 国家层面政策 (14)9.1.2 地方层面政策 (14)9.2 法规与标准 (14)9.2.1 法律法规 (14)9.2.2 行业标准 (15)9.3 政策措施与实施 (15)9.3.1 财政补贴政策 (15)9.3.2 税收优惠政策 (15)9.3.3 金融支持政策 (15)9.3.4 政策性引导 (15)9.3.5 监管与考核 (15)9.3.6 宣传教育与培训 (15)9.3.7 国际合作与交流 (15)第10章案例分析与推广 (15)10.1 典型案例介绍 (16)10.2 节能减排效果分析 (16)10.3 推广与应用前景 (16)10.4 存在问题与挑战 (16)第1章总则1.1 范围本规范适用于我国能源行业中的节能减排技术管理和应用,包括煤炭、石油、天然气、电力、热力等能源生产、转换、输配和消费环节。