Energy Harvesting from Knee Motion Using Piezoelectric Patch Transducers

Bu çalışmada insanların yürüyüşleri esnasında diz hareketinden enerji elde edebilen bir piezoelektrik enerji hasadı aygıtının geliştirilmesi ve test edilmesi ele alınmıştır. Aygıt diz çevresine yerleştirmek üzere optimize edilmiş ve minimal ölçülere sahip iki adet MEMS tabanlı piezoelektrik yama dönüştürücüden oluşmaktadır. COMSOL programında yapılan simülasyonlar ile normal yürüme sırasında elde edilebilecek maksimum performans incelenmiştir. Piezoelektrik dönüştürücülerin iç kapasitans ve dirençlerinin 80 nF ile 470 k ohm  mertebesinde olduğu ölçülmüştür. Dönüştürücüler bir gönüllünün taktığı dizliğe yerleştirilerek, üretilen gerilim ve güç değerleri test edilmiştir. Yürüme sırasında maksimum 14 V ve 6.2  u W rms güç elde edilmiştir. Bu değerlerin orta hızlı koşma esnasında 14.4 V ve 12u W’a çıktığı gözlemlenmiştir. Ölçülen gerilim ve güç değerleri, bu aygıtın giyilebilir elektronik aletleri çalıştırabilme ve bu aletlerin pillerini sürekli şarj edebilme potansiyelini ortaya koymaktadır.