Abstract
In general, moving vehicles generate continuous and repetitive strain of energy on bridges. The strain energy can convert to electric energy due to its piezoelectric element. However, some factors should be considered in order to reasonably assess the feasibility such as load distribution applied on bridges and the relationship of strains generated according to loads. This study was carried out to estimate the generated voltage when piezoelectric elements were installed to a bridge. A steel-concrete composite specimen was fabricated and loads were applied, considering vehicle load-effects. As a result, the voltage generated in the element was evaluated and compared with the analysis equation of the piezoelectric effect.
교량은 주행차량에 의하여 지속적이며 반복적인 변형에너지가 발생하며, 이러한 교량의 변형에너지를 압전소자를 이용하여 전기에너지로 변환 할 수 있다. 하지만 압전소자를 구조물에 부착하여 구조물의 운동에너지를 전기에너지로 변환하여 사용하기 위해서는 구조물에 작용하는 하중 및 하중에 따라 압전소자에서 발생하는 변형률 관계 등이 제시되어야 압전소자를 합리적으로 적용할 수 있는 가능성을 평가할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 압전소자를 교량 구조물에 적용하였을 때 발생하는 전압을 평가하기 위하여 강교량을 모사한 강합성 거더 교량 실험체를 제작하고 교량의 하중효과 등을 고려한 하중을 재하하고 이에 따라 압전소자에서 발생되는 전압을 평가하고 압전전압의 제안식과 실험결과를 비교하였다.
