周思佳　杨桂秀　王德明

摘 要： 本文采用压电片内置的形式，使装置在复杂水道中得以实现正压电效应，通过压电材料把水道中机械应力转化成电势，为使结构简单，团队采用悬臂梁式压电换能器。根据伯努利方程：当流体冲击扰流物体引起局部流速改变时，会在物体表面产生压力波动，利用压力波动使外部容器振动，驱动压电换能器从而进行发电，实现对水流的能量收集。

通过本装置这种产能获能的方式，可以逐步发展挖掘对于水能等新能源的利用，从而代替化石能源的利用。在前期预实验当中表明，该装置在风能的作用下，同样适用，由此可见，此种内置压电悬臂梁能量收集装置发展前景可观。

关键词： 能量收集；压电片；悬臂梁；弹性形变

一、研究背景

随着工业世界的高速发展，集成电路、 MEMS、便携式电子设备等的应用日益广泛， 其主要以化学电池为主的供能方式存在。由于这些化学电池体积大、质量大、供能寿命有限、需要定期更换等，诸多弊端，而带来的材料浪费、环境污染等问题也不容忽视。

因此， 如何为这些低耗能的电子产品供能， 已成为迫切需要解决的问题。根据能量转换机理的不同， 获取电能的有效方法有电磁式、静电式和压电式等3类。与其它的发电原理相比， 压电发电具有结构简单、不发热、无电磁干扰、 无污染和易于实现微小化及集成化等诸多优点， 并能满足低耗能产品的供能需求。

随着一次能源的逐步匮乏，新能源的发展势在必行，作为贮藏量丰富的水能则是新能源当中的重要组成部分，因此团队希望能够利用内置压电悬臂梁的形式，将复杂水道中的水能得以收集并利用。……