行走的力量—发电地板

一 、 简表申请 人 姓名 李骏飞 学号 1306070402 班级物联网 13-4班年级 2013级 电话 18842610510 E-mail 962964170@qqcom项目名称 行走的力量 -发电地板项目来源 A、自 立 项目√ B、教师指导选题 C、其它项目类型 A、 基础研究 √ B、 应用基础研究 C、软件制作经费 额度 5000元指导教师姓名 陈 晨 指导教师职称 讲 师参加人 姓名 所在系 班级 学号 合作者 签名马壮 信息科学学院 物联网13-3班 1306070310何智超 信息科学学院 物联网13-4班 1306070417周楚皓 信息科学学院 物联网13-1班 1306070101孙世豪 信息科学学院 物联网13-2班 1306070222申请时间 2016年 5月完成时间 2017年 5月项目研究内容摘要 为响应时下所倡导的绿色和低碳理念，发展新型能量回收技术。由本团队所研发的发电地板项目，其原理是利用压电材料发生机械形变后能够产生电场变化的压电效应，将人们行走、踩踏、跳跃等产生的机械能直接转换成电能用于存储和输出利用。其采用的压电型能量回收系统具有结构简单，容易实现微小化、集成化，并且无电磁干扰，不发热等优点，可以满足各种低耗能 IC电子器件的供电需求。而且本产品免挖路面施工方便，成本低廉，发电性能好，回收利用率高。表面采取耐温防水材料，防爆涂层加强强度，外观可用各式印刷。本项目可应用于单位时间内人口走动量大，类似于商场，地铁等必经路段处安置，增加产电效率。生态未来学家扎帕曾说，压电是一种具有潜力的地区性发电方式。发电地板作为一种新型清洁能源，在未来的能源产业结构中必将发挥举足轻重的作用，用人类的步伐让一座城市亮起来将变得不再遥远。2

二、立论依据（包括项目的研究意义、现状分析，并附主要参考文献及出处）1项目研究意义随着电子技术的发展，微电子系统的体积越来越小、能耗越来越低。然而，微电子器件的供能手段仍以化学电池为主，传统的化学电池存在体积大、能量有限、需要定期更换和污染环境等诸多问题。从环境中获取能量己经成为解决供能问题的热点研究方向。其中，压电材料因为能直接实现环境机械能到电能的转化，受到广泛关注。在特定的环境下，利用压电材料俘获环境振动、人体运动产生的能量， 将机械能转化为电能， 促进绿色能源与人文建筑的可持续发展，具有 良好的 社会价值和 经济效益。2现状分析（ 1） 国内中南大学陈子光等理论研究了压电陶瓷圆柱壳的扭转振动问题，由于压电陶瓷柱壳的扭转振动使得覆盖于柱壳两端的电极之问出现电势差，通过导线连接两电极与外负载，则圆柱壳在振动过程中所捕获的能量可以有效地供给微电了器件工作，并且建立了输出电压、电流、能量、效率以及输出功率密度的解析表达式，数值分析了这类压电发电装置的基本性能。结果表明，这种结构可以用作压电发电装置，将旋转机械能转化成为电能具有可行性。（ 2） 国外静电感应是物体内的电荷因受外界电荷的影响而重新分布。这个现象由英国科学家JohnCanton和瑞典科学家 Joha n Carl Wilcke分别在 1753年和 1762年发现。基于这个原理的静电发电机有威姆斯赫斯特电机、范德格拉夫起电机和起电盘等。而现在的微型静电能量回收装置构造与电容相似，它是通过变容二极体因振动造成的容量变化来获取静电学能量。由于这种方法具有 IC相容性，可大量利用 IC生产中的成熟工艺和技术，进行低成本、大批量的生产。与电磁方法相比，相同尺寸可以获得更高的输出电压。但是，为了实现电容两端的电压约束或电容的电荷约束，存在需要独立的电源支持等局限性。3主要参考文献[1]王玉山 ,龚立娇 ,王锐 粘结层对不同形状叠层压电振子发电性能影响 压电与声光 ,2014[2]张之伟 车致路面变形能量收集研究 北京交通大学 ,2014[3]袁江波 圆盘式压电发电装置发电性能及其关键技术研究 哈尔滨工业大学 ,2011三、研究方案3