Disebabkan permintaan yang semakin meningkat untuk alat elektronik pengguna kuasa
rendah, penuaian tenaga dari tenaga boleh diperbaharui seperti solar, angin, biomas, dan
getaran menjadi lebih digemari pada tahun-tahun kebelakangan ini. Dalam kajian ini, penuai
tenaga berdasarkan hujan dan suria telah dicadangkan. Produk komersil peranti piezoelektrik
oleh “Pro-Wave” dan sel suria dengan nilai kuasa sebanyak 2.5W dari “Cytron” telah
digunakan. Objektif penyelidikan ini adalah untuk menganalisis prestasi filem polimer
komersial polyvinylidene fluoride (PVDF) oleh “Pro-Wave” serta untuk mengkaji kesan
intensiti cahaya pada kecekapan sistem photovoltaic. Selain itu, kemungkinan untuk
mengintegrasikan sistem fotovoltaik dan piezoelektrik dikaji. Titisan air telah ditetapkan pada
ketinggian 1.3m dari peranti piezoelektrik. Peralatan pemutar jarum NE 300 digunakan untuk
menghasilkan titisan air tersebut. Dua jenis konfigurasi seperti konfigurasi cantilever dan
jambatan dibandingkan dengan menentukan konfigurasi terbaik yang menjana voltan keluaran
tertinggi. Kemudian, prestasi keluaran voltan dengan menggunakan jenis air yang berbeza
seperti air paip dan air hujan akan disiasat lanjut. Selain itu, susunan litar optimum bagi peranti
piezoelektrik dengan menyambungkan enam peranti piezoelektrik secara siri, selari atau
berbilang-penuai ditentukan. Untuk sel solar, kesan keamatan cahaya pada voltan keluaran
yang dihasilkan disiasat. Akhirnya, keluaran dari kedua-dua penuai tenaga kemudian
disambungkan ke bateri boleh dicas semula (1.25V) dalam sambungan selari untuk
xii
melaksanakan sistem hibrid. Keputusan menunjukkan bahawa konfigurasi cantilever
menghasilkan voltan keluaran tertinggi oleh 𝑉 = 15.61𝑉. Manakala konfigurasi jambatan
menghasilkan 𝑉 = 2.98𝑉. Selain itu, air hujan dengan nilai PH 5.45 yang digunakan
menunjukkan seolah-olah tidak memberi kesan kepada prestasi peranti piezoelektrik. Di
samping itu, keputusan menunjukkan bahawa susunan litar selari menghasilkan kuasa keluaran
tertinggi sebanyak 0.39μW terhadap perintang bernilai 1MΩ manakala susunan litar pelbagai
penghasil menghasilkan kuasa keluaran kedua tertinggi sebanyak 0.23μW pada perintang
bernilai 1MΩ. Tetapi jumlah yang paling banyak untuk bateri yang boleh dicas semula telah
dicaj adalah dengan menggunakan susunan litar berbilang-penuai dengan menghasilkan
sebnayak 8mV manakala susunan litar selari adalah sebanyak 4mV dalam tempoh masa 3
minit. Selain itu, keputusan menunjukkan bahawa cahaya intensiti mempengaruhi prestasi
peranti photovoltaic dimana semasa hari yang mendung, bateri boleh dicas semula boleh dicaj
sehingga 98mV sementara pada hari yang terang, bateri boleh dicas semula boleh dicaj
mencecah sehingga 200mV. Akhir sekali, kajian ini juga mendapati bahawa sumbangan
peratusan bagi solar pada hari yang terang adalah 100% disebabkan oleh ketiadaan hujan dan
membuat solar mengambil alih tugas mengecaj sepenuhnya. Walaupun begitu, sumbangan
peratusan bagi solar semasa hari mendung adalah sebanyak 21.95% manakala piezoelektrik
adalah sebanyak 78.04%.
_______________________________________________________________________________________________________
Due to the growing demand for low power consumer electronic device, energy
harvesting from renewable energy such as solar, wind, biomass, and vibration become more
favoured in recent years. In this study, the energy harvester based on the raindrop and solar is
proposed. The commercial product of a piezoelectric device by Pro-Wave and a 2.5W of a solar
cell from Cytron is used. The objectives of this investigation are to analyse the performance
the commercial polymer film of polyvinylidene fluoride (PVDF) by Pro-wave as well to study
the effect of light intensity on the efficiency of photovoltaic system. Furthermore, to investigate
the feasibility of integrating photovoltaic and piezoelectric system. The water drop was set to
be 1.3m from the piezoelectric device. NE 300 syringe pump equipment was used to generate
water drops. Two types of configuration such as cantilever and bridge configuration were
compared to determine the best configuration that generates the highest output voltage. Then,
the effect of tap water and rainwater on output performance are further investigated.
Furthermore, the optimum circuit arrangement for the piezoelectric device either connecting
six piezoelectric devices in series, parallel or multi-harvester is determined. For the solar cell,
the effect of light intensity on the generated output voltage is investigated. Finally, the output
from both energy harvester is then connected to a rechargeable battery in a parallel connection
to perform a hybrid system. The results revealed that cantilever configuration produced the
highest output voltage by 𝑉 = 15.61𝑉. Whereas, the bridge configuration generates 𝑉 =
2.98𝑉. Besides, rainwater with PH value of 5.45 used seem does not gave effect on the
performance of the piezoelectric device. Furthermore, results revealed that parallel circuit
arrangement generates the highest output power by 0.39μW across 1MΩ resistor while multixiv
harvester circuit arrangement generates the second highest output power by 0.23μW across
resistor of 1MΩ. But the most amount for rechargeable battery been charged was using multiharvester
circuit arrangement by 8mV while parallel circuit arrangement was 4mV within 3
minutes. Besides that, results revealed that the intensity light was affecting the performance of
the photovoltaic device. During the cloudy day, the rechargeable battery was been charged up
to 98mV while during clear day, the rechargeable battery was been charged up to 200mV.
Finally, this study also found that percentage contribution for the solar during clear day was
100% due to the absent of rain made the solar take over the charging duty. While, the
percentage contribution for the solar during cloudy day was 21.95% and piezoelectric by
78.04%.
Hybrid solar and rain drop energy harvester / Anis Nur’izzati Azman