Contribución al estudio de la generación de energía eléctrica a partir de materiales piezoeléctricos

Vázquez Rodríguez, Manuel (2019). Contribución al estudio de la generación de energía eléctrica a partir de materiales piezoeléctricos. Tesis (Doctoral), E.T.S.I. Telecomunicación (UPM). https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.53946.

Descripción

Título: Contribución al estudio de la generación de energía eléctrica a partir de materiales piezoeléctricos
Autor/es:
  • Vázquez Rodríguez, Manuel
Director/es:
  • Frutos Vaquerizo, José de
  • Jiménez Martínez, Francisco Javier
Tipo de Documento: Tesis (Doctoral)
Fecha: 2019
Materias:
Escuela: E.T.S.I. Telecomunicación (UPM)
Departamento: Electrónica Física
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

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Resumen

La presente Tesis Doctoral se centra en la investigación de la capacidad para producir energía eléctrica de los materiales de tipo piezoeléctrico cuando se encuentran sometidos a estimulación mecánica procedente del tráfico vial. Los sistemas de conversión eficiente de la energía eléctrica que es capaz de generar este tipo de materiales son tratados bajo el enfoque de la tecnología de reciente aparición conocida como energy harvesting. Se aborda de este modo un campo de investigación que pretende modelar los dispositivos piezoeléctricos y los sistemas de harvesting basados en ellos para obtener de forma cuantificable sistemas micro-generadores de energía eléctrica capaces de proveer alimentación eléctrica autónoma a sistemas de bajo consumo de potencia. Se ha realizado el diseño completo de un sistema original que dote a la parte práctica de investigación de un nuevo instrumento de laboratorio que de forma automatizada permita realizar ensayos con los elementos piezoeléctricos y los sistemas harvesting de generación de energía eléctrica simulando el entorno vial. Mediante la propuesta de modelos tanto para los elementos piezoeléctricos como para los sistemas micro-generadores, se han generalizado conclusiones de escalabilidad para las asociaciones de dichos elementos y sistemas, verificables mediante la realización de un número reducido de ensayos prácticos. Se tratan aspectos como la influencia de la instrumentación de medida sobre los resultados recogidos del comportamiento eléctrico de los micro-generadores o la contribución de parámetros tales como la tasa de tráfico o la amplitud de la tensión piezoeléctrica en la prospección de generación a gran escala, así como el comportamiento de un sistema de harvesting aplicado al entorno reproducible en el laboratorio de investigación. ----------ABSTRACT---------- This Doctoral Thesis focuses on the research on the capacity to produce electrical energy from piezoelectric materials subjected to mechanical stimulation from road traffic. The efficient conversion of electrical energy generated by this type of material forms part of the new technology known as energy harvesting. The research aims to model the piezoelectric devices and the harvesting systems on which they are based in order to obtain quantifiable micro-electric power systems capable of providing an autonomous power supply to low power systems. An original laboratory instrument has been designed, allowing to perform automated tests on the piezoelectric devices and the harvesting systems in a simulated road traffic environment. By proposing models for both piezoelectric elements and micro-generator systems, scalability conclusions have been made for the association of these elements and systems, verifiable through a reduced number of practical tests. This Doctoral Thesis analyzes the influence of instrumentation systems on the results of the electrical behavior of the micro-generators, the influence of parameters such as the traffic rate or the amplitude of the piezoelectric voltage in the large-scale generation, and the behavior of a harvesting system applied to the reproducible environment in the research laboratory.

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ID de Registro: 53946
Identificador DC: http://oa.upm.es/53946/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:53946
Identificador DOI: 10.20868/UPM.thesis.53946
Depositado por: Archivo Digital UPM 2
Depositado el: 12 Feb 2019 08:03
Ultima Modificación: 12 Feb 2019 08:03
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