Energihøsting i Strømning

Abstract

I denne oppgaven skal det lages det en energihøster som skal kunne høste energi fra en luftstrømning. Det skal benyttes piezoelektrisk PVDF-film for å høste energi fra strømningen. Innledningsvis studeres tidligere arbeid innen piezoelektrisk energihøsting, ettersom flere av detaljene og designparametrene i disse arbeidene er relevante i forbindelse med utviklingen av en energihøster. Muligheten for å danne en kontrollert virveldannelse i et rør undersøkes. Eksempelvis studeres muligheten for å fremprovosere resonanser i røret som kan være egnet til å eksitere energihøsteren. Forsøkene gir dessverre ikke positivt resultat med tanke på å drive energihøsteren. Energihøsteren som lages består av et stykke innspent film som jobber mot en lukket kavitet. Filmen hviler mot en krum ramme som vender innover i kaviteten. Det lages en forenklet modell av følsomheten til energihøster som funksjon av frekvens. Denne blir forsøkt verifisert ved hjelp av målinger på energihøsteren. Det er imidlertid store forskjeller mellom den modellerte og den målte følsomheten. Til slutt prøves energihøsteren ut i røret og det viser seg at spenningen som genereres er svært lav, omkring 60 μV. Dette er altfor lavt til at energihøsteren kan benyttes i energihøstingssammenheng. En mulig årsak til at energihøsteren genererer såpass lave spenninger er at det under fremstillingen av energihøsteren oppstår problemer med innspenningen av filmmaterialet. Filmmaterialet følger ikke krumningen på rammen på en tilfredsstillende måte og dette er en medvirkende årsak til lav mottakerfølsomhet. Dette kan også være en del av forklaringen på det store avviket mellom den modellerte følsomheten og den målte. Et siste moment som også kan forklare den lave spenningen fra energihøsteren er at strømningen i røret viser seg å være turbulent. Dette gir naturlig nok høy entropi i strømningen. Når luftmolekylene er ute av takt vil netto kraft mot PVDF-membranet være liten.