Energieerntesystem basierend auf einem rotierenden Pendel unterstützt durch FEM

Das vorgeschlagene Energieerntesystem basiert auf einem rotierenden, pendelartigen elektromagnetischen Gerät. Pendel-Energieerntesysteme können verwendet werden, um Energie für tragbare Geräte wie Smartwatches und Fitness Tracker zu erzeugen, indem sie die Energie aus der Bewegung des menschlichen Körpers nutzen. Diese Systeme können auch eingesetzt werden, um energieeffiziente Sensoren und Überwachungsgeräte in industriellen Umgebungen zu betreiben, wo konstante Umgebungsvibrationen vorhanden sind, und ermöglichen so einen kontinuierlichen Betrieb ohne häufige Batteriewechsel. Der in dieser Arbeit präsentierte pendelbasierte Energieerzeuger wurde mit zusätzlichen einstellbaren Permanentmagneten ausgestattet, die innerhalb der Induktionsspulen platziert wurden und die Bewegung des Pendels steuern. Diese Forschung ist wegweisend für ein neuartiges Design eines elektromagnetischen Energieerzeugers, das anpassbare potenzielle Konfigurationen bietet. Ein solches Design wurde mittels 3D-Druckverfahren zur Verbesserung der Präzision realisiert und mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) analysiert. Das reduzierte dynamische Modell wurde für ein gerät mit echtem Maßstab abgeleitet und FEM-basierte Simulationen wurden durchgeführt, um die Verteilung und Wechselwirkung des Magnetfeldes zu schätzen. Dynamische Simulationen wurden für die ausgewählten Magnetkonfigurationen des Systems durchgeführt. Analysen der Energieausgabe werden für Systeme mit und ohne die zusätzlichen Magnete innerhalb der Spulen dargestellt. Das Hauptresultat dieser Forschung zeigt die Bedeutung der Optimierung der geometrischen Konfiguration. Eine solche Optimierung wurde hier praktiziert, indem die Größe und Positionierung der Magnete strategisch gewählt wurde, was die Leistung der Energieerzeugung erheblich verbesserte, indem es den Durchgang des Pendels durch magnetische Barrieren erleichterte.