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Scalable electromagnetic energy harvester for wind turbine rotor blade applications

Autor(en): ORCID
ORCID
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Medium: Fachartikel
Sprache(n): Englisch
Veröffentlicht in: Smart Materials and Structures, , n. 5, v. 33
Seite(n): 055037
DOI: 10.1088/1361-665x/ad3e52
Abstrakt:

One of the biggest challenges in structural health monitoring for rotor blades in wind turbines is to provide enough energy to power wireless sensor nodes. Batteries are not an adequate solution due to their limited lifetime and conventional cabling fails due to the rotation of the rotor blade. Therefore, we present an electromagnetic energy harvester that is specifically designed to be operated inside rotor blades and can generate a sufficient amount of energy. It uses the changing gravitational force vector to move a permanent magnet in a tube and converts this mechanical into electrical energy by coils arranged around the tube. Finite element methods simulations were performed to estimate the generated energy and an extensive parameter sweep of several key design parameters provided guidance for an optimized performance of a prototype. This device was characterized in the lab followed by a field test in a wind turbine where it was operated for several days and provided a continuous and rectified power of 6 mW, enough to power conventional wireless accelerometers, typically used within a predictive maintenance concept for the vibrational monitoring of rotor blades.

Copyright: © 2024 Matthias Schlögl, Michael Schneider, Ulrich Schmid
Lizenz:

Dieses Werk wurde unter der Creative-Commons-Lizenz Namensnennung 4.0 International (CC-BY 4.0) veröffentlicht und darf unter den Lizenzbedinungen vervielfältigt, verbreitet, öffentlich zugänglich gemacht, sowie abgewandelt und bearbeitet werden. Dabei muss der Urheber bzw. Rechteinhaber genannt und die Lizenzbedingungen eingehalten werden.

  • Über diese
    Datenseite
  • Reference-ID
    10769280
  • Veröffentlicht am:
    29.04.2024
  • Geändert am:
    29.04.2024
 
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