Твердотельные устройства сбора энергии
https://doi.org/10.34680/2076-8052.2021.4(125).33-37
Аннотация
Глобальный энергетический кризис и загрязнение окружающей среды, вызванные главным образом увеличением потребления невозобновляемых источников энергии, побудили исследователей изучить альтернативные энергетические технологии, которые могут использовать энергию, доступную в окружающей среде. Механическая энергия — это наиболее распространенная энергия окружающей среды, которую можно уловить и преобразовать в полезную электрическую энергию. Пьезоэлектрическое, магнитострикционное и магнитоэлектрическое преобразования являются наиболее распространенными механизмами сбора энергии. В результате ожидается, что в ближайшем будущем многие электронные устройства будут питаться от пьезоэлектрических, магнитострикционных и магнитоэлектрических генераторов. В данной статье представлен обзор современного состояния твердотельных устройств сбора энергии, в частности пьезоэлектрических, магнитострикционных и магнитоэлектрических. Изложены принципы преобразования энергии, разъяснены механизмы работы.
Об авторах
Е. В. Кузьмин
Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого
Россия
Россия
Великий Новгород
В. С. Леонтьев
Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого
Россия
Россия
Великий Новгород
А. А. Чуланов
Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого
Россия
Россия
Великий Новгород
Д. В. Коваленко
Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого
Россия
Россия
Великий Новгород
Д. А. Усик
АО «ОКБ-Планета»
Россия
Россия
Великий Новгород
Р. В. Петров
Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого
Россия
Россия
Великий Новгород
Список литературы
1. Petrov R.V., Kuzmin E.V., Bichurin M.I. et аl. Hybrid magnetoelectric converter // Journal of Physics: Conference Series. Electronic edition. 2020. Vol.1658. Article number: 012038. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1658/1/012038
2. Кузьмин Е.В., Леонтьев В.С., Петрова А.Р. и др. Исследование магнитоэлектрической структуры Метглас/GaAs/Метглас для применения в источниках энергии // Вестник НовГУ. Сер.: Технические науки. 2021. №2(123). С.31-35. DOI: https://doi.org/10.34680/2076-8052.2021.2(123).31-35
3. Kuzmin E.V., Platonov S.V., Bichurin M.I. et аl. The study of microwave range energy harvesting device // J. of Physics: Conf. Series. 2019. Vol.1352. Article number: 012029. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1352/1/012029
4. Сулейманов А.И., Саидов О.А. Магнитоупругий эффект при симметричном изгибе с вращением // Мониторинг. Наука и технологии. 2013. №2. Ст.12.
5. Акулов Н.С., Гельфейнбейн А., Бычков Н. Влияние упругих напряжений на ход кривой намагничивания // ЖЭТФ. 1933. Т.3. Вып.1. С.53-58.
6. Petrov R.V., Petrov V.M., Bichurin M.I. et аl. Modeling of dimensionally graded magnetoelectric energy harvester // JMMM. 2015. Vol.383. P.246-249. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2014.10.145
7. Petrov R.V., Kolesnikov N.A., Bichurin M.I. Magnetoelectric alternator // Energy Harvesting and Systems. 2016. Vol.3. Is.2. P.173-180. DOI: https://doi.org/10.1515/ehs-2015-0024
8. Петров Р.В., Бичурин М.И. Магнитоэлектрический преобразователь энергии // Тр. междунар. конф. «Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты», МКЭЭЭ 2016. Алушта, Крым, 19- 24 сентября 2016. С.117-118.
9. Bichurin M., Kolesnikov N., Petrov R., Aleksić S. Magnetoelectric energy source // Electrotechnica and Electronica. 2015. Vol.50. Issue 9-10. P.19-22.
10. Zhai J., Xing Z., Dong S. et аl. Magnetoelectric laminate composites: an overview // Journal of the American Ceramic Society. 2008. Vol.91. P.351-358. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2008.02259.x
11. Yan B., Zhang C., Li L. Design and fabrication of a highefficiency magnetostrictive energy harvester for highimpact vibration systems // IEEE Trans. Magn. 2015. Vol.51. Article number: 8205404. DOI: https://doi.org/10.1109/TMAG.2015.2441295
12. Kita S., Ueno T., Yamada S. Improvement of force factor of magnetostrictive vibration power generator for high efficiency // J. Appl. Phys. 2015. Vol.117. P.17B508. DOI: https://doi.org/10.1063/1.4907237
13. Shin D.J., Jeong S.J., Seo C.E. et al. Multi-layered piezoelectric energy harvesters based on PZT ceramic actuators // Ceram. Int. 2015. Vol.41 (S1). P.S686–S690.
14. Long Gu, Nuanyang Cui, Li Cheng et al. Flexible fiber nanogenerator with 209 V output voltage directly powers a light-emitting diode // Nano Lett. 2013. Vol.13 (1). P.91-94. DOI: https://doi.org/10.1021/nl303539c
15. Nan C.-W., Bichurin M.I., Dong S. et al. Multiferroic magnetoelectric composites: historical perspectives, status, and future directions // J. Appl. Phys. 2008. Vol.103. P.031101. DOI: https://doi.org/10.1063/1.2836410
16. Петров Р.В., Колесников Н.А., Бичурин М.И. Устройство сбора энергии с применением магнитоэлектрических элементов // Фундаментальные исследования. 2015. №7- 4. С.712-717.
17. Sujoy Kumar Ghosh, Krittish Roy, Hari Krishna Mishra et al. Rollable magnetoelectric energy harvester as a wireless iot sensor acs sustainable // Chemistry & Engineering. 2020. Vol.8 (2). P.864-873.
Рецензия
Для цитирования:
Кузьмин Е.В., Леонтьев В.С., Чуланов А.А., Коваленко Д.В., Усик Д.А., Петров Р.В. Твердотельные устройства сбора энергии. Вестник Новгородского государственного университета. 2021;(4(125)):33-37. https://doi.org/10.34680/2076-8052.2021.4(125).33-37
For citation:
Kuzmin E.V., Leontiev V.S., Chulanov A.A., Kovalenko D.V., Usik D.A., Petrov R.V. Solid-state energy harvesting devices. Title in english. 2021;(4(125)):33-37. (In Russ.) https://doi.org/10.34680/2076-8052.2021.4(125).33-37
Просмотров:
55
Послать статью по эл. почте 