Taccetti, Stefano
(2022)
Realizzazione di un Energy Harvester ibrido per applicazioni di monitoraggio strutturale.
[Laurea magistrale], Università di Bologna, Corso di Studio in
Ingegneria elettronica [LM-DM270], Documento ad accesso riservato.
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Abstract
In questo studio è affrontato il progetto di un energy harvester destinato ad alimentare un nodo sensore impiegato per scopi di monitoraggio strutturale. La applicazione in questione è specifica per l'ambito ferroviario, dovendo il sistema essere collocato sul tirante di poligonazione della linea area di contatto. Sono state indagate modalità di conversione dell'energia dalle vibrazioni generate dal contatto fra catenaria e pantografo, studiandone la possibile integrazione con la conversione dell'energia solare tramite celle fotovoltaiche. Sono stati quindi progettati e realizzati due prototipi di energy harvester a vibrazioni, basati su tecnica di conversione rispettivamente elettromagnetica e piezoelettrica. La fase di progettazione è stata affinata tramite simulazioni MATLAB e COMSOL, utilizzando il metodo degli elementi finiti, ed è stato curato il progetto dei circuiti di regolazione della tensione generata dai dispositivi. Sulla base del consumo del nodo sensore misurato ne è stata simulata la alimentazione da parte di un energy harvester solare al variare del periodo dell'anno.
I dispostivi realizzati sono stati valutati attraverso varie misurazioni e sono state indagate tra gli sviluppi futuri possibili approcci per il miglioramento della tecnologia realizzata.
Abstract
In questo studio è affrontato il progetto di un energy harvester destinato ad alimentare un nodo sensore impiegato per scopi di monitoraggio strutturale. La applicazione in questione è specifica per l'ambito ferroviario, dovendo il sistema essere collocato sul tirante di poligonazione della linea area di contatto. Sono state indagate modalità di conversione dell'energia dalle vibrazioni generate dal contatto fra catenaria e pantografo, studiandone la possibile integrazione con la conversione dell'energia solare tramite celle fotovoltaiche. Sono stati quindi progettati e realizzati due prototipi di energy harvester a vibrazioni, basati su tecnica di conversione rispettivamente elettromagnetica e piezoelettrica. La fase di progettazione è stata affinata tramite simulazioni MATLAB e COMSOL, utilizzando il metodo degli elementi finiti, ed è stato curato il progetto dei circuiti di regolazione della tensione generata dai dispositivi. Sulla base del consumo del nodo sensore misurato ne è stata simulata la alimentazione da parte di un energy harvester solare al variare del periodo dell'anno.
I dispostivi realizzati sono stati valutati attraverso varie misurazioni e sono state indagate tra gli sviluppi futuri possibili approcci per il miglioramento della tecnologia realizzata.
Tipologia del documento
Tesi di laurea
(Laurea magistrale)
Autore della tesi
Taccetti, Stefano
Relatore della tesi
Correlatore della tesi
Scuola
Corso di studio
Indirizzo
INGEGNERIA ELETTRONICA
Ordinamento Cds
DM270
Parole chiave
Energy Harvesting, Monitoraggio Strutturale, Wireless Sensor Network, Catenaria Ferroviaria, Vibrazioni, Elettromagnetismo, Piezoelettricità, Effetto Fotovoltaico
Data di discussione della Tesi
5 Dicembre 2022
URI
Altri metadati
Tipologia del documento
Tesi di laurea
(NON SPECIFICATO)
Autore della tesi
Taccetti, Stefano
Relatore della tesi
Correlatore della tesi
Scuola
Corso di studio
Indirizzo
INGEGNERIA ELETTRONICA
Ordinamento Cds
DM270
Parole chiave
Energy Harvesting, Monitoraggio Strutturale, Wireless Sensor Network, Catenaria Ferroviaria, Vibrazioni, Elettromagnetismo, Piezoelettricità, Effetto Fotovoltaico
Data di discussione della Tesi
5 Dicembre 2022
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