Unter Piezoelektrizität versteht man die Erzeugung von Elektrizität als Reaktion auf mechanische Belastung, die auf bestimmte Materialien wie Kristalle, Keramik oder Polymere mit piezoelektrischen Eigenschaften ausgeübt wird. Die von Hand mit Piezoelektrizität erzeugte Strommenge hängt von mehreren Faktoren ab, darunter der ausgeübten Kraft, der Größe und Qualität des piezoelektrischen Materials und der Effizienz des Umwandlungsmechanismus. Typischerweise können kleine piezoelektrische Geräte, beispielsweise in Feuerzeugzündern oder piezoelektrischen Druckknopfzündern, durch manuellen Druck oder Bewegung sehr kleine Mengen elektrischer Energie erzeugen – oft im Mikrowatt- bis Milliwattbereich.
Die Leistungsabgabe eines piezoelektrischen Generators variiert stark je nach Bauart und Anwendung. Im Allgemeinen können piezoelektrische Geräte unter optimalen Bedingungen Leistung im Bereich von Mikrowatt bis Milliwatt pro Quadratzentimeter piezoelektrischer Materialfläche erzeugen. Beispielsweise können piezoelektrische Sensoren, die in industriellen Anwendungen verwendet werden, durch mechanische Vibrationen oder Druck elektrische Leistung im Mikrowattbereich erzeugen, während größere piezoelektrische Geräte, die zur Energiegewinnung eingesetzt werden, potenziell Milliwatt oder mehr erzeugen könnten, wenn sie erheblicher mechanischer Belastung oder Vibration ausgesetzt sind.
Piezoelektrische Materialien können aufgrund ihrer inhärenten Fähigkeit, mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln, bei mechanischer Belastung relativ hohe Spannungen erzeugen. Die erzeugte Spannung hängt von Faktoren wie dem piezoelektrischen Koeffizienten des Materials, der ausgeübten Kraft und dem Design des piezoelektrischen Geräts ab. Kleine piezoelektrische Elemente, die in Sensoren oder Aktoren verwendet werden, können Spannungen im Bereich von Millivolt bis einigen Volt erzeugen, während größere piezoelektrische Geräte, die für die Energiegewinnung konzipiert sind, unter geeigneten Bedingungen mehrere Volt oder mehr erzeugen könnten.
Ja, mit piezoelektrischen Materialien lässt sich tatsächlich Strom erzeugen. Piezoelektrizität ist ein altbewährtes Phänomen, das für verschiedene Anwendungen genutzt wird, darunter Sensoren, Aktoren, Energiegewinnungsgeräte und sogar Musikinstrumente. Wenn mechanische Belastung oder Vibration auf ein piezoelektrisches Material ausgeübt wird, erzeugt es elektrische Ladung, die gesammelt und zur Stromversorgung elektronischer Geräte verwendet oder zur späteren Verwendung in Batterien gespeichert werden kann. Dieses Prinzip wird in piezoelektrischen Zündern, akustischen Sensoren und sogar in einigen Anwendungen im Bereich der erneuerbaren Energien genutzt, um mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln.
Piezoelektrische Fliesen, auch piezoelektrische Bodenfliesen oder Energiegewinnungsfliesen genannt, können durch mechanischen Druck oder Vibrationen, die durch den Fußgängerverkehr verursacht werden, Strom erzeugen. Die von piezoelektrischen Fliesen erzeugte Strommenge hängt von Faktoren wie der Größe der Fliese, den verwendeten Materialien sowie der Intensität und Frequenz des ausgeübten Drucks oder der Vibrationen ab. Typischerweise können piezoelektrische Fliesen, die in stark frequentierten Bereichen wie Gehwegen oder öffentlichen Plätzen installiert werden, pro Schritt oder Bewegung geringe Mengen elektrischer Energie erzeugen. Dieser Strom kann für Beleuchtung und Sensoren verwendet oder in Batterien für verschiedene Anwendungen gespeichert werden, die darauf abzielen, erneuerbare Energie aus menschlichen Aktivitäten zu nutzen.