การเก็บเกี่ยวพลังงานจากการสั่นสะเทือนของวัสดุเพียโซอิเล็กทริกสำหรับการประยุกต์ใช้งานกำลังไฟฟ้าต่ำ

Energy haresting from piezoeletric material vibration for low power applications

Name: ปณพงศ์ ส่งสุขถวัลย์

Organization : สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง. คณะวิศวกรรมศาสตร์

keyword: การส่งกำลังไฟฟ้า

; การสั่นสะเทือน

; เพียโซอิเล็กทริก

; Electric power transmission

; Piezoelectricity

; Vibration

Abstract: วิทยานิพนธ์ฉบับนี้นำเสนอการศึกษาระบบเก็บเกี่ยวพลังงานโดยอาศัยคุณสมบัติการแปลงพลังงานทางกลในรูปแบบการสั่นสะเทือนเป็นสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับด้วยวัสดุที่มีคุณสมบัติเพียโซอิเล็กทริก เพื่อประยุกต์ใช้งานกับอุปกรณ์กำลังไฟฟ้าต่ำ ทำการศึกษาความเป็นไปได้ในการเก็บสะสมพลังงานเพื่อใช้งานกับอุปกรณ์หรือระบบกำลังไฟฟ้าสูงขึ้น โดยวิเคราะห์คุณลักษณะทางไฟฟ้าและศึกษาค่าพารามิเตอร์ที่มีความสำคัญที่ส่งผลต่อปริมาณกำลังไฟฟ้าที่สามารถเก็บเกี่ยวได้จากวัสดุเพียโซอิเล็กทริกนำไปสู่การเลือกชนิดของเพียโซอิเล็กทริกที่มีความเหมาะสมต่อการใช้งาน จากผลการวิเคราะห์ทางไฟฟ้าปรากฏว่าวัสดุเพียโซอิเล็กทริกประเภทเลดเซอร์โครเนตไททาเนต มีความเหมาะสมกับการใช้งานผลิตพลังงานไฟฟ้าจากแรงสั่นสะเทือนความถี่ต่ำ เนื่องจากมีสัมประสิทธิ์การแปลงพลังงานกล-ไฟฟ้า ค่าความเก็บประจุ และความทนทานต่ออุณภูมิที่สูง อีกทั้งมีลักษณะทางกายภาพที่เหมาะสมสำหรับประยุกต์เป็นพื้นกำเนิดพลังงานจากการสั่นสะเทือน เนื่องจากการก้าวเดินหรือการเคลื่อนที่ของยานพาหนะ กล่าวคือมีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา และสามารถเชื่อมต่อกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังอื่น ๆ ในระบบได้ง่าย การศึกษาคุณลักษณะทางไฟฟ้าด้วยแบบจำลองที่สร้างขึ้นด้วยโปรแกรม OrCAD Pspice และ MATLAB Simulink อย่างไรก็ตามเนื่องจากวัสดุเพียโซอิเล็กทริกเป็นวัสดุที่มีความคาบเกี่ยวระหว่างคุณสมบัติทางกลและคุณสมบัติทางไฟฟ้า ทำให้การวิเคราะห์คุณลักษณะและคุณภาพสัญญาณทางไฟฟ้าไม่เพียงพอต่อการออกแบบติดตั้งระบบที่มีประสิทธิภาพ จึงมีการนำระเบียบวิธีไฟไนต์อิลิเมนต์มาช่วยวิเคราะห์ผลตอบสนองทางกลเมื่อวัสดุได้รับแรงสั่นสะเทือน ไม่ว่าจะเป็นความถี่ธรรมชาติที่อาจเกิดขึ้นเมื่อติดตั้งวัสดุในลักษณะต่าง ๆ กัน โดยความถี่ธรรมชาติของวัสดุส่งผลอย่างมีนัยสำคัญกับพลังงานที่สามารถเก็บเกี่ยวได้ ความเค้นทางกลที่เกิดขึ้นในผิววัสดุซึ่งแปลผันโดยตรงกับพลังงานไฟฟ้าที่ได้รับ แต่หากมีค่ามากเกินอาจทำให้วัสดุเกิดความเสียหายและสูญเสียคุณสมบัติเพียโซอิเล็กทริก การวิเคราะห์ผลตอบสนองทางโครงสร้างนำเสนอด้วยโปรแกรม ANSYS Workbench โดยแสดงผลในรูปแบบของคอนทัวร์แสดงถึงการกระจายตัวของผลตอบสนองทางกลและไฟฟ้าเนื่องจากแรงสั่นสะเทือน ผลการวิเคราะห์สามารถนำไปใช้เพื่อการออกแบบพื้นกำเนิดพลังงานด้วยวัสดุเพียโซอิเล็กทริกที่มีประสิทธิภาพและไม่เกิดความเสียหายแก่เพียโซอิเล็กทริกที่ติดตั้งใช้งาน

สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง. สำนักหอสมุดกลาง

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: Lifelong@kmitl.ac.th

Name: ชัยยันต์ เจตนาเสน

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์

Email : chaiyan.je@kmitl.ac.th

Created: 2561

Modified: 2562-11-15

Issued: 2562-11-15

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: EThesis

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต (วิศวกรรมไฟฟ้า)

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมไฟฟ้า

Grantor: สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง

©copyrights สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Fulltext Panapong Songsukthawan.pdf	6.38 MB	63	2025-10-05 12:45:35

ใช้เวลา

0.028651 วินาที