{"id":53690,"date":"2022-09-21T07:51:45","date_gmt":"2022-09-21T12:51:45","guid":{"rendered":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/what-is-the-typical-amount-of-electrical-power-that-can-be-extracted-from-a-piezo-bender-element\/"},"modified":"2025-01-21T01:11:18","modified_gmt":"2025-01-21T06:11:18","slug":"what-is-the-typical-amount-of-electrical-power-that-can-be-extracted-from-a-piezo-bender-element","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/de\/what-is-the-typical-amount-of-electrical-power-that-can-be-extracted-from-a-piezo-bender-element\/","title":{"rendered":"Piezo-Biegeelemente: Typische elektrische Leistung"},"content":{"rendered":"

Piezoelektrische Biegeelemente, auch Piezo-Bender genannt, wandeln mechanische Energie in elektrische Energie um und umgekehrt. Sie finden Anwendung in Sensoren, Aktoren und Energiegewinnung. Doch wie viel elektrische Leistung l\u00e4sst sich typischerweise aus einem solchen Element extrahieren? Diese Frage ist nicht pauschal zu beantworten und h\u00e4ngt von einer Vielzahl von Faktoren ab.<\/p>\n

Einflussfaktoren auf die Leistungsabgabe<\/h3>\n

Die generierbare elektrische Leistung eines Piezo-Benders wird von verschiedenen Parametern beeinflusst. Dazu geh\u00f6ren die Materialeigenschaften des Piezo-Elements, dessen Geometrie (L\u00e4nge, Breite, Dicke) und die Art und Frequenz der mechanischen Anregung. Auch die angeschlossene elektrische Last spielt eine entscheidende Rolle.<\/p>\n

Typische Leistungsbereiche<\/h3>\n

Die Leistungsabgabe von Piezo-Bendern bewegt sich im Allgemeinen im Mikrowatt- bis Milliwatt-Bereich. Es ist wichtig zu verstehen, dass die extrahierbare Leistung stark von der Frequenz der mechanischen Schwingung abh\u00e4ngt. Bei Resonanzfrequenz, also der Frequenz, bei der das Element am st\u00e4rksten schwingt, wird die maximale Leistung erreicht.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Parameter<\/th>\nEinfluss auf die Leistung<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Frequenz der mechanischen Anregung<\/td>\nMaximale Leistung bei Resonanzfrequenz<\/td>\n<\/tr>\n
Amplitude der mechanischen Anregung<\/td>\nH\u00f6here Amplitude f\u00fchrt zu h\u00f6herer Leistung<\/td>\n<\/tr>\n
Materialeigenschaften (Piezoelektrischer Koeffizient)<\/td>\nH\u00f6herer Koeffizient f\u00fchrt zu h\u00f6herer Leistung<\/td>\n<\/tr>\n
Abmessungen des Elements<\/td>\nGr\u00f6\u00dfere Elemente k\u00f6nnen potentiell mehr Leistung erzeugen<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Optimierung der Leistungsgewinnung<\/h3>\n

Um die Leistungsabgabe eines Piezo-Benders zu maximieren, muss das Element optimal an die mechanische Anregung und die elektrische Last angepasst werden. Die Anpassung der Last erfolgt durch Impedanzanpassung, um die maximale Energie\u00fcbertragung zu gew\u00e4hrleisten. Die mechanische Anregung sollte idealerweise bei der Resonanzfrequenz des Elements erfolgen. Hierbei k\u00f6nnen spezielle Schwingungsd\u00e4mpfer und -verst\u00e4rker zum Einsatz kommen.<\/p>\n

Anwendungsbeispiele<\/h3>\n

Piezo-Bender finden in verschiedenen Anwendungen zur Energiegewinnung Einsatz, beispielsweise in Energy Harvesting Systemen, die Vibrationen aus der Umgebung in elektrische Energie umwandeln. Denkbar sind Anwendungen in der Sensorik, wo die selbst erzeugte Energie zur Versorgung des Sensors genutzt wird, oder in tragbaren elektronischen Ger\u00e4ten, die durch Bewegung oder Vibrationen mit Strom versorgt werden. Allerdings sind die geringen Leistungen im Milliwattbereich bisher nur f\u00fcr Anwendungen mit geringem Energiebedarf geeignet.<\/p>\n

Die aus Piezo-Bendern gewinnbare elektrische Leistung ist zwar gering, aber f\u00fcr bestimmte Anwendungen ausreichend. Durch die stetige Weiterentwicklung der Materialeigenschaften und der Optimierung der Energiegewinnungsprozesse ist in Zukunft mit einer Steigerung der Leistungsf\u00e4higkeit zu rechnen. Die Miniaturisierung und die Integration in bestehende Systeme er\u00f6ffnen zudem neue Anwendungsm\u00f6glichkeiten im Bereich des Energy Harvesting und der autarken Sensorik.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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