Estudio comparativo entre las tecnologías de generación eléctrica de efecto piezoeléctrico y efecto inductivo para determinar la relación de sus eficiencias energéticas

Abstract

El objetivo de esta investigación fue comparar la eficiencia energética entre las tecnologías de efecto inductivo y piezoeléctrico. Se analizó la conversión de energía potencial en energía eléctrica mediante un sistema electromecánico compuesto por una baldosa y un generador eléctrico tipo dínamo, aprovechando la energía generada por la pisada al caminar. El efecto piezoeléctrico se empleó para convertir la energía mecánica de un objeto con masa en energía eléctrica renovable. La investigación es aplicada y nivel explicativo, ya que buscó explicar las causas en diferentes etapas del estudio, estableciendo secuencias de causa y efecto, con un diseño experimental. Los resultados mostraron que se pudo diseñar una baldosa piezoeléctrica evaluando los parámetros para diferentes masas de 73.2kg, 71.3kg, 70.5kg, 68.2kg y 67.2kg. Se encontró la energía mecánica para el efecto inductivo (180.8mJ, 169.9mJ, 153.4mJ, 139.5mJ y 132.4mJ) y para el efecto piezoeléctrico (0.208mJ, 0.1648mJ, 0.108mJ, 0.090mJ y 0.080mJ). Finalmente, se observó que la eficiencia energética del efecto inductivo en comparación con el capacitivo es constante y menor a 86637.9 para masas superiores a 73.2kg.

The objective of this research was to compare the energy efficiency between piezoelectric effect and inductive effect technologies. The conversion of potential energy into electrical energy was analyzed using an electromechanical system composed of a tile and a dynamo- type electrical generator, taking advantage of the energy generated by the footprint when walking. The piezoelectric effect was used to transform the mechanical energy of a mass object into renewable electrical energy. The research was of an applied type and explanatory level, since it sought to explain the causes at different stages of the study, establishing cause and effect sequences, with an experimental design. The results showed that a piezoelectric tile could be designed by evaluating the parameters for different masses of 73.2kg, 71.3kg, 70.5kg, 68.2kg and 67.2kg. The mechanical energy was found for the inductive effect (180.8mJ, 169.9mJ, 153.4mJ, 139.5mJ and 132.4mJ) and for the piezoelectric effect (0.208mJ, 0.1648mJ, 0.108mJ, 0.090mJ and 0.080mJ). Finally, it was observed that the energy efficiency of the inductive effect compared to the capacitive effect is constant and less than 86637.9 for masses greater than 73.2kg.