Detailergebnis zu DOK-Nr. 79258
Experimentelle Untersuchung von piezoelektrischen Energiespeichern in Betonfahrbahnen (Orig. engl.: Experimental investigation of piezoelectric energy harvesters applied in concrete pavement)
| Autoren |
C. Li H. Zhao Y. Tian Z. Lin |
|---|---|
| Sachgebiete |
11.3 Betonstraßen 11.1 Berechnung, Dimensionierung, Lebensdauer |
Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board Vol. 2676, H. 6, 2022, S. 25-34, 8 B, 1 T, 27 Q. - Online-Ressource: verfügbar unter: https://journals.sagepub.com/home/trr
In dem Beitrag wird die Anwendung und Herstellung von piezoelektrischen Geräten auf Grundlage von Pfahl- und Bogenbrückenwandlern zur Gewinnung von mechanischer Energie aus Betonfahrbahnen vorgestellt. Es werden Experimente in mehreren Maßstäben durchgeführt, um den Einfluss des elektrischen Anschlusses, des Lastwiderstands, der Verkehrsgeschwindigkeit und der Belastungszeiten hinsichtlich der elektrischen Eigenschaften des Speichers zu beschreiben. Versuche im verkleinerten Maßstab zeigen, dass die Umwandler mit den Gleichrichtern angeschlossen werden sollten, bevor sie zu einer Reihe verbunden werden. Außerdem ist die Ausgangsleistung des Bogenbrückenwandlers mit verschiedenen Widerständen im Vergleich zu dem Pfahlwandler instabil. Beschleunigte Versuche an Betonfahrbahnen zeigen, dass die Ausgangsleistung von Halbpfahlwandlern bei einem optimalen Widerstand von 10,0 MOmega auf 1,7 mW ansteigen. Die Reduktion des äquivalenten Innenwiderstands ist eine wirkungsvolle Methode zur Erhöhung der Energiegewinnung. Die Ergebnisse zeigen weiterhin, dass die Belastungsgeschwindigkeit einen signifikanten Einfluss auf das Spannungsprofil und einen geringen Einfluss auf die erzeugte elektrische Energie unter den getesteten Bedingungen hat. Die elektrischen Eigenschaften der piezoelektrischen Vorrichtung zeigen nach dem elektrischen Ermüdungstest mit 100 000 Radüberrollungen keine statistische Verschlechterung, was auf eine neuartige elektrische Ermüdungsleistung hinweist. Die Ergebnisse liefern zusätzliche Anleitungen zur Herstellung von piezoelektrischen Geräten in Betonfahrbahnen.