1

Στο πλαίσιο του Ερευνητικού Έργου με τίτλο «ΕνΑυΣυ Ανεμογεννήτριας – Ενεργειακά Αυτόνομο Σύστημα Καταγραφής και Ασύρματης Μετάδοσης Δεδομένων με Πιεζοηλεκτρικούς Αισθητήρες» με κωδικό MIS 5032788 και κωδικό ΕΛΚΕ 681286 διεξήχθησαν στις 15-16/6 πειράματα στο πλήρες Οριστικό Πρωτότυπο του έργου. Η υλοποίηση των πειραμάτων έγινε στη διάταξη του ΕΤΜΤ, χρησιμοποιώντας ηλεκτρικό κύκλωμα, σχεδιασμένο στο ΕΜΠ, για μάστευση ενέργειας από μηχανική ταλάντωση σύνθετης δοκού με 2 πιεζοηλεκτρικούς μεταλλάκτες, και υποσύστημα καταγραφής και ασύρματης μετάδοσης μετρήσεων αισθητήρων, το οποίο σχεδιάστηκε από την ΠΡΙΣΜΑ. Το Οριστικό Πρωτότυπο (ΟΠ) του συστήματος ΕνΑυΣυ φαίνεται στη φωτογραφία που ακολουθεί.

Nea3 1Εικόνα 1: Οριστικό Πρωτότυπο ΕνΑυΣυ με επιμέρους υποσυστήματα

Το ηλεκτρομηχανικό υποσύστημα του ΟΠ περιλαμβάνει αμφίπακτη δοκό σε κατάσταση μεταλυγισμού που φέρει 2 πιεζοηλεκτρικούς μεταλλάκτες και ταλαντώνεται υπό την επίδραση εγκάρσιας επιτάχυνσης βάσης. Το ηλεκτρικό κύκλωμα μαστεύει μέρος της ενέργειας ταλάντωσης που παράγεται από τους πιεζοηλεκτρικούς μεταλλάκτες και το αποδίδει σε μπαταρία που τροφοδοτεί το υποσύστημα καταγραφής και ασύρματης μετάδοσης. Για την παραγωγή σημάτων που καταγράφονται χρησιμοποιήθηκε μονόπακτη εύκαμπτη δοκός με 2 πιεζοπολυμερείς αισθητήρες, τα σήματα των οποίων λαμβάνονταν ενσύρματα και αποστέλλονταν ασύρματα προς τη διαδικτυακή πύλη και στη συνέχεια προς το cloud.


Η διέγερση του ηλεκτρομηχανικού συστήματος παραγωγής ενέργειας γινόταν από δονητή (shaker), όπως φαίνεται στην Εικόνα 2.

etmtpatras2 june2022Εικόνα 2: Διέγερση ηλεκτρομηχανικού υποσυστήματος Οριστικού Πρωτοτύπου ΕνΑυΣυ

Εφαρμόστηκαν 2 τύποι διέγερσης: i) με επιτάχυνση βάσης 1g και ημίτονο σταθερής συχνότητας στα 8 Hz, και ii) με σήμα λευκού θορύβου έως τα 100 Hz. Η διέγερση i) είναι όμοια με αυτή που αναμένεται να υπάρχει στο ΟΠ μετά την εγκατάστασή του σε πτερύγιο ανεμογεννήτριας. Η διέγερση ii) δινόταν για να προσδιοριστεί η ιδιοσυχνότητα της αμφίπακτης δοκού, καθώς επιβάλλονταν διάφορες τιμές θλιπτικής προέντασης. Μελετήθηκε η μάστευση ενέργειας κατά τη διέγερση i) και διαπιστώθηκε ότι η σωστή και ακριβής συναρμολόγηση του ΟΠ επιδρά σημαντικά στη μαστευόμενη ισχύ. Μαστεύτηκε 1 mW ισxύος, ενώ αναμένονταν 3 mW με βάση τα πειράματα των 3-4/5/2022 στο Βασικό Πρωτότυπο. Διερευνώνται οι παράμετροι που οδήγησαν σε αυτή τη μικρότερη επίδοση. Το βασικό συμπέρασμα των πειραμάτων είναι ότι το κύκλωμα μάστευσης και το σύστημα καταγραφής και ασύρματης μετάδοσης δεδομένων λειτούργησαν χωρίς πρόβλημα, σε συνεργασία, και το καθένα ξεχωριστά. 

Το πρακτικό των μετρήσεων έχει ως εξής:

Ατζέντα 15/6/2022

Ώρα

Δραστηριότητα

Διάρκεια

10:00

Τοποθέτηση ηλεκτρομηχανικού υποσυστήματος Οριστικού Πρωτοτύπου (ΟΠ) και εξοπλισμού – Αρχικές δοκιμές και καλιμπράρισμα αισθητήρων

Τοποθέτηση υποσυστήματος ασύρματης μετάδοσης δεδομένων – αρχικές δοκιμές για λειτουργία και ασύρματη σύνδεση με router – server και αποστολή δεδομένων από ταλάντωση μονόπακτης δοκού με πιεζοπολυμερείς αισθητήρες

5.0 hr

15:00

Διάλειμμα

1.0 hr

16:00

Μετρήσεις μεγεθών στο ηλεκτρομηχανικό υποσύστημα ΟΠ με δοκίμιο υπό μεταλυγισμό και κύκλωμα απομάστευσης με ανορθωτές (1 ανορθωτής / πιεζοηλεκτρικό)

Δοκιμές καταγραφής - ασύρματης αποστολής δεδομένων στο υποσύστημα ΠΡΙΣΜΑ

2.0 hr

18:00

Μετρήσεις μεγεθών σε πλήρες σύστημα ΟΠ με δοκίμιο υπό μεταλυγισμό, κύκλωμα απομάστευσης με ανορθωτές (1 ανορθωτής / πιεζοηλεκτρικό) και σύστημα λήψης – ασύρματης μετάδοσης δεδομένων

2.0 hr

20:00

Λήξη Εργασιών 1ης μέρας

 

Ατζέντα 16/6/2022

Ώρα

Δραστηριότητα

Διάρκεια

10:00

Δοκιμές προσδιορισμού αιτίου απώλειας επιθυμητής προέντασης δοκού στο ηλεκτρομηχανικό υποσύστημα

Δοκιμές σε υποσύστημα

2.0 hr

12:00

Αποσυναρμολόγηση/επανασυναρμολόγηση ηλεκτρομηχανικού υποσυστήματος ΟΠ για διόρθωση διατήρησης προέντασης δοκιμίου

3.0 hr

15:00

Διάλειμμα

0.5 hr

15:30

Μετρήσεις μεγεθών στο ηλεκτρομηχανικό Υποσύστημα ΟΠ με δοκίμιο υπό μεταλυγισμό και κύκλωμα απομάστευσης με ανορθωτές (1 ανορθωτής / πιεζοηλεκτρικό)

Δοκιμές καταγραφής - ασύρματης αποστολής δεδομένων στο υποσύστημα ΠΡΙΣΜΑ υπό διαφορετικές συνθήκες διέγερσης πιεζοπολυμερών αισθητήρων (συχνότητα, πλάτος) και σύγκριση μεθόδων λήψης σημάτων αισθητήρων

3.5 hr

19:00

Λήξη Εργασιών 2ης μέρας

 

Τα επόμενα βήματα περιλαμβάνουν νέες μετρήσεις στο Οριστικό Πρωτότυπο για την αύξηση της μαστευόμενης ισχύος και εγκατάσταση του συστήματος ΕνΑυΣυ σε πτερύγιο ανεμογεννήτριας.

Στις παραπάνω μετρήσεις ο κ. Πλαγιανάκος συνεισέφερε στην τήρηση των πρακτικών.

Οι μετρήσεις αυτές ήταν οι τελευταίες του έργου όσον αφορά τη συμμετοχή των ΕΜΠ, ΕΤΜΤ ΠΠ και ΠΡΙΣΜΑ σε πειράματα στο Πανεπιστήμιο Πατρών. Καθ’ όλη τη διάρκεια του έργου οι μετρήσεις στην Πάτρα υπήρξαν αφορμή για να συναντηθούν οι ερευνητές των φορέων και να ξαναζήσουν το όμορφο κλίμα που διαμορφώθηκε μεταξύ τους κατά τη διάρκεια του έργου, όπως φαίνεται στη φωτογραφία.

etmtpatras3 june2022