Energy harvester piezoelettrici a larga banda: design, modellistica e applicazioni

Gli energy harvester piezoelettrici costituiscono attualmente una valida alternativa alle batterie nell’alimentazione di dispositivi microelettronici, consentendo il recupero di energia dalle vibrazioni. In questa tesi viene esaminato lo stato dell’arte di tale tecnologia, con particolare attenzione ai design che consentono un funzionamento a larga banda e, pertanto, un recupero maggiore di energia. Vengono dapprima descritte le proprietà e le caratteristiche dei materiali piezoelettrici che influenzano le prestazioni elettromeccaniche degli harvester. Viene preso in esame un modello meccanico a parametri concentrati per identificare i principali parametri di funzionamento. I design di harvester che consentono di ampliare la larghezza di banda agiscono su tali parametri e costituiscono l’oggetto principale di questa tesi: vengono analizzati sistemi di conversione multifrequenza, non risonanti e multidirezionali. Nell’ultima parte della tesi si considerano infine gli harvester ibridi, capaci di sfruttare i design precedenti e di incrementare ulteriormente l’efficienza accoppiando altri sistemi di conversione energetica.