Pyezoelektrik materiallardan istifadədə konstruktiv həll yolları-Alınan elektrik enerjisinin hesablanması

Bölmə: Sosial › ,
Tarix: 17:12 31.07.2025

Bu nəşr Azərbaycan Respublikası Kiçik və Orta Biznesin İnkişafı Agentliyinin maliyyə dəstəyi ilə hazırlanmışdır. Agentlik nəşrinməzmununa görə məsuliyyət daşımır.

 

KOB-ların təhsil, elm, tədqiqat və dəstək layihələrinin maliyyələşdirilməsi ilə bağlı 6-cı qrant müsabiqəsinin qalibi olmuş “Pyezoelektrik materiallardan istifadə olunmaqla elektrik enerjisi istehsalının və tətbiq sahələrinin tədqiqi” layihəsi üzrə pyezoelektrik materialların xüsusiyyətlərinin araşdırılması davam etdirilir.

 

Pyezoelektrik materialların cihaz və avadanlıqlarda istifadəsi onların dəqiqliyini artırır, qabarit ölçülərini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. Pyezoelektrik effektin 150 il bundan əvvəl kəşf olunmasına baxmayaraq hələdə onun tətbiq sahələri genişlənməkdə davam edir. Piezoelektrik materiallar hər hansı fiziki təsirə məruz qaldıqda və ya səs-küyün təsirindən titrəyərkən elektrik enerjisi istehsal edir. Onlara elektrik enerjisi ilə təsir etdikdə isə daxillərində deformasiya, fiziki gərginlik yaranır. Bu xassə həmin materialların kristal qəfəsləri ilə bağlıdır və piezoelektrik effekt adlanır. Texnika və texnologiyaların inkişafı bu materialların tətbiqi üçün geniş imkanlar yaradır.
Müasir texnika və texnologiya sahəsində pyezoelektrik materialların tətbiq sahələri durmadan genişlənir. Onların bərpa olunan enerji sahəsinin müxtəlif növlərinə tətbiqi mühüm əhəmiyyət kəsb edir. Bərpa olunan enerjinin geniş yayılan növlərindən biri olan geotermal enerji sahəsinə pyezoelektrik effektdən istifadə vacibdir. Bundan əlavə, digər sahələrdə də pyezoelektrik materialların istifadəsi perspektivlidir. Azərbaycan Respublikasının paytaxtı Bakı şəhərində şənliklərin keçirildiyi 300-dən çox şadlıq evi vardır və regionlarıda bura əlavə etsək 500-dən çox şadlıq evi alınır. Şənliklərin keçirildiyi restoranları və mədəniyyət evlərini, klublarınıda bura əlavə etsək 1000-ə yaxın binanın daxilində pyezoelektrik elementlərin tətbiqi ilə həmin binaların enerji təchizatının müəyyən hissəsini təmin etmək olar. Bildiyimiz kimi şəhər mərkəzlərində səs-küyün səviyyəsi kifayət qədər yüksək olur. Hətta avtomobillərin mühərriklərinin, səs siqnallarının səsindən insanlar üçün narahatlıqlar yaranır. Küçələrdəki binaların xarici səthinə pyezoelektrik materiallar yapışdırmaqla alınan enerjidən ən azı küçə işıqlandırmasını enerji ilə təmin etmək olar.
Elektrik enerjisinin daha təmiz və əlverişli olması ilə əlaqədar ondan daha çox sahələrdə istifadə olunur. Avtomobillərdə, uçuş aparatalarında, məişətdə və s. sahələrdə elektrik enerjisinin tətbiqi genişlənir. Akkumlyatorlardan istifadə olunmaqla bu enerji növü tətbiq olunarkən müəyyən çətinliklər yaranır, məsələlən avtomobillərin elektriklə yüklənməsində infrastruktur sahələrinin məhdud olması, uçuş aparatlarının daha uzaq məsafəyə uçuşunun təminində məhdudiyyətlər və s. Bu tip çətinliklərin qarşısının almaq üçün müxtəlif mənbələrdən enerji təchizatının təmin məqsədəuyğundur. Son zamanlar əsasən bu məqsədlə günəş enrjisindən istifadə olunur. Günəş enerjisinində daimi olmaması çətinliklər yaradır, ona görə daha stabil enerji mənbələrinə ehtiyac vardır.

 

Qeyd olunan sahələrdə pyezoelektrik materiallardan istifadə daha perspektiv görünür. Pyezoelektrik materialların fiziki xassələri elektrik enerjisi istehsal etməyə imkan verir. Bu xüsusiyyət piezoelektrik effekt kimi tanınır. Bu materiallarda sıxılma və ya dartılma gərginliyi meydana gəldikdə, materialda elektrik sahəsi yaranır və cərəyanın axmasına səbəb olan gərginlik fərqi yaranır. Bu gərginlik fərqinin baş verməsi bu materialların kristallarının (hüceyrələrinin) formasının asimmetriyası ilə bağlıdır. Kristal formanın (hüceyrənin) kiçik bir hissəsi mərkəzdə hissəcik kimi müsbət yerləşmişdir, müəyyən sıxıcı qüvvə tətbiq edildikdə, bu hissəcik müəyyən istiqamətdə sürüşərək yükü paylayır və sonra elektrik sahəsi yaradır. Bu materiallar müxtəlif formalarda olur. Kristal formaları ən çox yayılmışdır, lakin plastik və keramika kimi maddələrə də rast gəlinir. Tərəfimizdən bu sahələrdə tədqiqatlar başlanmışdır. Pyezoelektrik materialların avtomobillərdə, pilotsuz uçuş aparatlarında tətbiqində müəyyən nəticələr alınmışdır. Bu sahənin daha da inkişafı üçün tədqiqat işlərini genişləndirməyə ehtiyac vardır.

 

Elektrik enerjisinin qiymətinin ildən-ilə artdığı bir şəraitdə nəqliyyatda, uçuş aparatlarında, məişətdə və digər sahələrdə əlavə enerji mənbələrinin əhəmiyyəti daha da artır. Pyezoelektrik materialların tətbiqi ilə bu sahələrdə elektrik enerjisindən istifadə də səmərəlilik artacaqdır. Elmi araşdırmalarla pyezoelektrik materiallardan alınan elektrik enerjisinin qeyd olunan sahələrə tətbiqi əsaslandırılacaqdır.
Piezoelektrik materiallar hər hansı fiziki təsirə məruz qaldıqda və ya titrəyərkən elektrik enerjisi istehsal edir. Bu xassə həmin materialların kristal qəfəsləri ilə bağlıdır və piezoelektrik effekt adlanır. Bu materiallardan şəhər mərkəzlərində, səs-küylü yerlərdə yerləşən binalarda istifadəyə dair təkliflər verilmişdir. Bilirik ki, səs-küylü yerlərdən biridə aeroportlardır. Aeroportlarda təyyarələrin yaratdığı səsin təsirindən pyezoelktrik materiallarda yaranan elektrik enerjisindən oradakı müxtəlif cihazların enerji təminatında istifadə edə bilərik. Yaxşı olar ki, binalarda olduğu kimi, aeroportlarda da lövhə şəklində hazırlanmış pyezoelektrik panellərdən istifadə olunsun. Nəticə olaraq, pyezoelektrik materiallardan istifadə etməklə alınan elektrik enerjisinin yerli şəraitə uyğun müxtəlif sahələrdə o cümlədən, cihazlarda, insansız uçuş aparatlarında, avtomobillərdə, yollarda, binalarda və s. səmərəli istifadə etmək üçün müvafiq texnologiyalar inkişaf etdiriləcəkdir. Pyezoelektrik materiallardan alınan elektrik enerjisinin tətbiq sahələri genişləndiriləcəkdir və müxtəlif sahələrdə səmərəli istifadə edilməsi ilə bağlı qiymətləndirmələr aparılacaqdır. Bu kontekstdə tətbiqi məsələlərin konstruktiv həlli təqdim olunacaqdır və bütün bu məsələlərə dair innovativ və səmərəli həll yolları təklif ediləcəkdir. Quraşdırılan pyezoelektrik lövhələrdən alınan elektrik enerjisi səmərəli istifadə olunacaqdır.
Bildiyimiz kimi, şəhər mərkəzlərində, yeraltı yol keçidlərində səs-küy səviyyəsi kifayət qədər yüksəkdir. Hesablamalara görə, diametri 5 sm olan, kifayət qədər nazik qatlı bir piezoelektrik materialdan orta hesabla 35 Vt elektrik enerjisi əldə etmək olar. Beləliklə, 1m2-də 400 ədəd 35 Vt gücündə piezoelektrik elementlər yerləşdirilə bilər. Hesablamalardan belə məlum olur ki, 1 m2 sahədən 14 kVt elektrik enerjisi əldə etmək olar. Müqaisə üçün bildirək ki, bu orta vahid səthə düşən günəş enerjisindən 67 dəfə çoxdur. Əsas amillərdən biri odur ki, pyezoelektrik elementlərin hazırlanması yüksək texnologiyalar tələb etmir və günəş enerjisinin mövcud olmadığı yerlərdə, məsələn yeraltı yol keçidlərində pyezoelektrik materialların tətbiqi üçün geniş imkanlar mövcuddur.

 

 

Kəlbiyev Ramiz,
Əkbərova Ülkər,
Kəlbiyeva Ülviyyə.