Page 29 - elektro.info 11/2019 demo

elektromobilność
elektromobilność

możliwości odzyskiwania energii

z otoczenia (energy harvesting)

i inne sposoby zasilania pojazdów elektrycznych

mgr inż. Karol Kuczyński, mgr inż. Grzgorz Parzonko – Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny
im. K. Pułaskiego w Radomiu

Znaczącą grupę magnetycznych materiałów Smart (ang. Smart Magnetic Materials – SMM)
stanowią materiały o tzw. gigantycznej magnetostrykcji (ang. Giant Magnetostrictive
Materials – GMM). Ich kluczowa rola w wielu obszarach wynika z możliwości przekształcania
energii magnetycznej w mechaniczną (działanie typu aktuator) oraz mechanicznej
w magnetyczną (działanie typu sensor), o dużym współczynniku sprawności. Umożliwia to
zastosowanie w konstrukcjach lotniczych, samochodowych, okrętowych, budowlanych oraz
efektywne zastosowania w medycynie, przemyśle wydobywczym, aparaturze akustycznej
i wielu innych. GMM mogą być wykorzystane jako aktywne tłumiki, które nie pochłaniają
energii (jak materiały magnetoreologiczne), gdyż można za ich pomocą wytworzyć w pętli
„kontrdrganie” wygaszające emisję źródła. Materiały te odgrywają również kluczową
rolę w zakresie odzysku energii (ang. Energy Harvesting – EH) z drgań [1, 2].

ednym z nich jest magnetostrykcja ne szanse na uzyskanie dużej spraw-
J(tzw. efekt Joule’a), czyli zjawisko ności przekształcania energii ma- kable
fizyczne, które polega na liniowym gnetycznej w mechaniczną. Następ- elektroenergetyczne zasobnik
w metrze
energii
i/lub objętościowym deformowaniu stwem odkształcania ferromagne- pole
się ciała na skutek zmiany jego ma- tyków jest z kolei odwrotna magne- magnetyczne
gnetyzacji. Głównym czynnikiem, tostrykcja zwana też efektem Villa- napięcie, prąd
wpływającym na zmianę namagne- riego [1]. sprzężenie
sowania, jest zmiana zewnętrznego mechaniczne
pola magnetycznego. Silny wpływ na Energy Harvesting
namagnesowanie ma także tempera-
tura otoczenia oraz naprężenia we- Energy Harvesting jest następ- efekt magnetostrykcyjny efekt piezoelektryczny
wnętrzne występujące w ferromagne- stwem postępu w zakresie materia-
tyku. Zjawisko magnetostrykcji cha- łów i technologii umożliwiających od-
rakteryzuje się histerezą magnetome- zysk energii z tzw. tła, czyli ze źródeł Rys. 1. Schemat działania przetwornika umożliwiającego odzysk energii z otocze-
nia [3]
chaniczną. Pod względem aplikacyj- znanych, ale dotychczas pomijanych.
nym jej minimalizacja stwarza real- Powodem tego była mała sprawność przekształcania energii oraz wysoki w pojazdach i transporcie szynowym.
koszt wytwarzania niezbędnych do Przekształca sie w tym celu energię
tego celu urządzeń (tzw. harveste- ruchu (kinetyczna), ciepła, światła,
rów). Kluczowe znaczenie ma też ma-
lejące zużycie energii przez mikrosys- streszczenie
temy, co powoduje, że źródła energii W artykule omówiony został przegląd li-
o mocy mili-, a nawet mikrowatów teratury w zakresie odzyskiwania ener-
mają praktyczne znaczenie i umożli- gii z otoczenia (energy harvesting – EH)
i możliwości zastosowania do zasilania po-
wiają wyeliminowanie tradycyjnych jazdów elektrycznych. Możliwość pozy-
układów zasilania z zastosowaniem skania energii przez EH staje się realnym
sposobem zwiększenia energii dostęp-
systemów kablowych czy baterii lub nej w pojazdach i transporcie szynowym.
Przekształca się w tym celu energię ruchu
akumulatorów [1, 2]. (kinetyczną), ciepła, światła, pola elektro-
Możliwość pozyskania energii magnetycznego i innych źródeł.
Słowa kluczowe: odzysk energii z oto-
przez EH staje się realnym sposo- czenia, magazynowanie energii, pojazdy
Rys. 2. Schemat działania systemu i-ELOOP [7] bem zwiększenia energii dostępnej elektryczne, sieci inteligentne.

www.elektro.info.pl nr 11/2019
58