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Detailergebnis zu DOK-Nr. 75939

Performanceanalyse von piezoelektrischer Energieausbeute in Straßen: Laboruntersuchungen und Simulationen vor Ort (Orig. engl.: Performance analysis of piezoelectric energy harvesting in pavement: Laboratory testing and field simulation)

Autoren	A.F. Jasim H. Wang G. Yesner A. Safari P. Szary
Sachgebiete	11.1 Berechnung, Bemessung, Lebensdauer 11.2 Asphaltstraßen

Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board Vol. 2673, H. 3, 2019, S. 115-124, 12 B, 3 T, 21 Q. - Online-Ressource: Verfügbar unter: http://journals.sagepub.com/home/trr

In der Studie wird die Leistungsfähigkeit von piezoelektrischen Modulen hinsichtlich einer möglichen Energieausbeute untersucht, wenn sie in Asphaltstraßen eingebaut werden. Dafür werden Versuche im Labor und physikalisch basierte Simulationen durchgeführt. Die Energieausbeutungsmodule wurden montiert und im Labor getestet. Um die Interaktion zwischen dem Energieumwandler und der umgebenden Straßenkonstruktion zu untersuchen, wurde ein entkoppelter Ansatz verwendet. Die Effekte der Einbindeposition, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Temperatur auf die Energieausbeute wurden dabei berücksichtigt. Die Ergebnisse der Studie deuten darauf hin, dass die Einbindeposition und die Fahrzeuggeschwindigkeit die Energieausbeute beeinflussen. Größe und Frequenz des Spannungsimpulses, der an der Oberseite des Energiemoduls durch die Last wirkt, werden durch dessen Einbindetiefe beeinflusst. Andererseits verursachen höhere Fahrzeuggeschwindigkeiten höhere Lastfrequenzen und damit eine höhere Energieausbeute, während die Temperatur vernachlässigbare Auswirkungen hat. Die Gesamtenergieausbeute vor dem Ermüdungsversagen der Energiemodule wird durch die Ermittlung der optimalen Einbindetiefe in der Asphaltschicht bestimmt. Langzeituntersuchungen in Versuchsstraßen werden empfohlen, um das Potenzial der Nutzung von Verlustenergie für die Gewinnung "grünen" Stroms zu untersuchen.