能量採集的製作方法
2023-06-18 21:20:01 1
專利名稱：能量採集的製作方法
技術領域：
本發明涉及使用壓電發生器在道路、高速公路、鐵路和機場跑道上採集功率的設 備系統和方法
背景技術：
壓電現象是某些晶體材料正比於所施加的機械壓力產生電荷的能力。相反的效應 也可在這些材料中看到，即正比於所施加的電場產生應變。這初始由居裡在1880年代發 現。目前，用於工業應用的壓電材料為可廣泛獲得的含鉛陶瓷。壓電材料為最眾所周知的、 通常用於傳感器和自適應結構的活性材料。
能量原始陶瓷材料必須首先進行極化以利用其完全的壓電效應。極化包括向材料施加 高電場。在極化過程期間，材料中的晶體偶極子與所施加的電場對準及材料按電場的方向 展開。通過施加相反方向的電場，觀察到相反符號的應變。如果增大該相反電場的大小，材 料首先去極化並最終重新極化。極化後的壓電材料被認為橫觀各向同性，即一個平面各向同性，同時平面外方向 具有不同的性質。
IEEE [IEEE Standard on Piezoelectricity，176-1978]採用的標準 坐標協定將1-2平面分配為對稱平面及將3向分配為平面外極化方向。對於小的所施加電 場，壓電陶瓷的響應可通過下面的線性壓電構成[Jaffe,B.，Cook Jr.，W. R.，and H. Jaffe， 1971，「 Piezoelectric Ceramics"，AcademicPress]進行建模，按工程矩陣記法表示為
權利要求
1.一種功率採集系統，包括 能夠產生電功率的多個壓電裝置； 功率調節單元；及將壓電裝置連接到功率調節單元的電導體； 其中當運輸工具行經壓電裝置位置時產生電功率。
2.根據權利要求1的功率採集系統，其中所述壓電裝置嵌入在道路中。
3.根據權利要求2的功率採集系統，其中所述功率調節單元向電池充電站提供電功率 以對電動汽車的電池進行充電。
4.根據權利要求2的功率採集系統，其中所述功率調節單元向路旁燈提供電功率。
5.根據權利要求2的功率採集系統，其中所述功率調節單元向交通信號單元提供電功率。
6.根據權利要求1的功率採集系統，其中所述功率調節單元進一步連接到主電網。
7.根據權利要求1的功率採集系統，其中所述功率調節單元進一步連接到功率儲存單兀。
8.根據權利要求1的功率採集系統，其中所述壓電裝置包括嵌入在粘合劑中的多個 PZT 杆。
9.根據權利要求8的功率採集系統，其中所述粘合劑為環氧樹脂。
10.根據權利要求8的功率採集系統，其中所述粘合劑選自下組熱塑性聚合物、橡膠、 或其它天然或合成有彈性材料。
11.根據權利要求8的功率採集系統，其中所述粘合劑為浙青-聚合物混合。
12.根據權利要求8的功率採集系統，其中所述粘合劑為樹脂，選擇性質使得所述壓電 裝置的機械性質對應於跑道路面的機械性質。
13.根據權利要求1的功率採集系統，其中所述壓電裝置嵌入在跑道中。
14.一種採集能量的方法，包括將能夠產生電功率的多個壓電裝置嵌入在道路中； 通過電導體將功率調節單元連接到所述多個壓電裝置； 其中當運輸工具經過壓電裝置位置時產生電功率。
15.根據權利要求14的方法，其中嵌入基於壓電裝置的能量採集系統包括 將所述多個壓電裝置和所述電導體布置在道路的混凝土路基上；及在所述壓電裝置和所述電導體上灌注浙青。
16.根據權利要求14的方法，其中嵌入基於壓電裝置的能量採集系統包括 在道路地基上灌注第一浙青層；將所述多個壓電裝置和所述電導體布置在第一浙青層上；及 在所述壓電裝置和所述電導體上灌注第二浙青層。
17.根據權利要求14的方法，其中嵌入基於壓電裝置的能量採集系統包括 將浙青層部分移離已經鋪路面的道路從而留下第一浙青層；將所述多個壓電裝置和所述電導體布置在所述第一浙青層上；及 在所述壓電裝置和所述電導體上灌注第二浙青層。
18.根據權利要求14的方法，其中嵌入基於壓電裝置的能量採集系統包括沿與道路的長向平行的窄溝將浙青層移離已經鋪路面的道路； 將所述多個壓電裝置和所述電導體布置在所述溝中；及 在所述壓電裝置和所述電導體上灌注浙青因而填充所述溝。
19.根據權利要求18的方法，其中沿與道路的長向平行的窄溝將浙青層移離已經鋪路 面的道路包括產生達到道路的混凝土地基的溝。
20.根據權利要求18的方法，其中沿與道路的長向平行的窄溝將浙青層移離已經鋪路 面的道路包括產生與道路的長向平行的兩條窄溝，道路的每一車道一條窄溝。
21.根據權利要求18的方法，其中將能夠產生電功率的多個壓電裝置嵌入在道路中包 括與所述道路的表面成角度地嵌入所述壓電裝置。
22.—種功率採集裝置，包括 底板；頂板；放在所述頂板和底板之間的、能夠產生電功率的多個壓電裝置； 連接所述底板和所述頂板並在所述多個壓電裝置上施加壓縮力的彈性件； 功率調節單元；及將所述壓電裝置連接到所述功率調節單元的電導體，其中當運輸工具行經壓電裝置時 產生電功率。
全文摘要
本發明公開了使用壓電發生器採集道路和高速公路上的功率的設備系統和方法。本發明提供包括嵌入在道路中並配置成在運輸工具行經其位置時產生電功率的多個壓電裝置的功率採集系統。該系統包括功率調節單元及將壓電裝置連接到功率調節單元的電導體。採集的能量可在靠近能量產生位置處本地使用、進行儲存以供以後使用或傳送到遠處位置進行使用。
文檔編號H01L41/113GK102084063SQ200980112326
公開日2011年6月1日 申請日期2009年1月19日 優先權日2008年2月6日
發明者C·米爾格龍, E·哈拉希, H·阿布拉莫維奇, L·埃德裡阿蘇萊, U·阿米特 申請人:因諾瓦科技有限公司