Ανάπτυξη μαγνητικού συστήματος συγκομιδής ενέργειας από ταλαντώσεις σε πλοία

Abstract

Η πρόοδος που έχει συμβεί τα τελευταία χρόνια στα ηλεκτρονικά κυκλώματα όπως η μείωση των διαστάσεων των στοιχείων των κυκλωμάτων, μας έχει δώσει την δυνατότητα κατασκευής πολλών ειδών κυκλωμάτων όπως ψηφιακούς επεξεργαστές σήματος, μικροελεγκτές, αισθητήρες, κ.ο.κ. πολύ μικρών διαστάσεων και πολύ μεγάλης υπολογιστικής ισχύος καθώς επίσης και πολύ μικρής κατανάλωσης. Έτσι η συγκομιδή ενέργειας από το περιβάλλον αποτελεί μια πολύ ελκυστική λύση για την τροφοδοσία αυτών των χαμηλής κατανάλωσης συστημάτων, προκειμένου να αποφευχθούν οι διάφοροι συσσωρευτές ενέργειας όπως οι μπαταρίες που με την πάροδο του χρόνου κάποια στιγμή θα απαιτήσουν αλλαγή. Συνεπώς η χρήση αυτών των μετατροπέων επιτρέπει την τοποθέτηση αυτών των κυκλωμάτων και αισθητήρων σε δυσπρόσιτα σημεία. Στην παρούσα διπλωματική εργασία σχεδιάζεται ένα σύστημα συγκομιδής ενέργειας από τους κραδασμούς στα πλοία. Συγκεκριμένα γίνεται μελέτη σε διάφορες γεωμετρίες ηλεκτρομαγνητικών γεννητριών και εν τέλει κατασκευάζεται μια γεννήτρια με εύρος συχνοτήτων λειτουργίας από 2 έως 20 Hz, η οποία ενδείκνυται για τη συγκομιδή ενέργειας στα πλοία. Στα επόμενα κεφάλαια, αρχικά περιγράφουμε τις πιο βασικές μορφές συγκομιδής ενέργειας από το περιβάλλον, στην συνέχεια ακολουθεί η θεωρητική ανάλυση του ηλεκτρομαγνητικού μετατροπέα αναλύοντας τόσο το μηχανικό όσο και το κυκλωματικό του ισοδύναμο, εστιάζοντας επίσης και στα κυκλώματα που πρέπει να χρησιμοποιηθούν ώστε η παραγόμενη ενέργεια να διαχειριστεί καταλλήλως. Τέλος στο τελευταίο κεφάλαιο γίνεται μελέτη διάφορων γεωμετριών αυτού του μετατροπέα και η κατασκευή μιας τελικής γεννήτριας για τη συγκεκριμένη εφαρμογή.