Proposta de uso de pastilhas piezoelétricas para conversão de energia mecânica em energia elétrica

Abstract

Atualmente há uma constante busca do uso de fontes de energias alternativas como artifício para produzir eletricidade. Várias pesquisas estão em desenvolvimentos na área da conversão de energias associadas a conversão de energia vibracional do ambiente em energia elétrica conhecida como vibration-based energy harvesting, que é estudado juntamente com utilização de elementos piezoelétricos. O seu funcionamento ocorre quando se utiliza pastilhas piezoelétricas para o reaproveitamento de energia vibratória, a partir de movimentos mecânicos. Estas pesquisas têm se tornado crescente e vem contribuindo com diversos avanços tecnológicos na engenharia em geral e ocupando um espaço importante no projeto de sistemas mecânicos. Neste contexto, este trabalho objetiva apresentar uma proposta para uso de pastilhas piezoelétricas (no formato de tapetes) como gerador de energia elétrica para alimentação de pequenas cargas. Através de testes experimentais foi observado que as pastilhas que foram submetidas a um esforço apresentam um momento elétrico, cuja intensidade é proporcional ao esforço aplicado sobre o sistema piezoelétrico. Foram feitos testes experimentais para verificar o tipo de associação (se em série e/ou paralelo) entre as pastilhas que configuram o melhor desempenho e eficiência do sistema tipo tapete piezoelétrico. Os resultados mostraram que as pastilhas mesmo quando excitadas a baixas pressões, conseguem gerar uma diferença de potencial e corrente elétrica. Foi necessário utilizar circuito regulador de tensão do tipo LTC 3588, que é constituído de um retificador de onda completa e um conversor DC-DC Buck (abaixador) para que a tensão seja regulada na sua saída, e possa ser armazenada em baterias recarregáveis. Observou-se também, que a montagem das pastilhas piezoelétricas no tipo de associação em paralelo apresenta vantagens em relação à associação em série. E, além disto, conclui-se que é possível a utilização de pastilhas piezoelétricas como gerador de energia elétrica, sendo considerado como solução alternativa para alimentação de pequenas cargas.