随着社会经济的飞速发展,手机、笔记本电脑、各类家电产品等极大丰富和方便了人们的生产生活,但与此同时也加剧了能源紧缺和环境污染的问题。目前我国能源供应主要是以消耗石油、煤炭等不可再生资源作为代价,既不利于生态系统的可持续发展,同时也对周围环境造成了严重的危害,因此新能源的开发与利用已经成为当下的研究热点。与地热能,潮汐能一样,风能也是可再生的能源,它清洁,环保,能量利用效率高,适用范围广。根据现有研究,不受电磁干扰的压电陶瓷材料在机械力的作用下会发生弯曲形变,在其两端产生电位差从而完成机械能与电能之间的转化,且压电材料具有成本低、结构简单的优点,这种高效、清洁、环保、简单的发电优势受到国内外各学者的广泛关注。论文首先概述了国内外压电发电技术的研究现状,其次在压电发电技术的理论基础上,利用自然风能使压电材料产生振动、形变进而输出电能的压电特性,设计了集气槽式风压发电装置;并对压电片的连接方式做了对比分析;研究了挡风板对压电片受力情况的影响,得出了压电片在不同情况下受力的归一化计算公式;利用基于状态空间模型的实数编码遗传算法在MATLAB仿真平台上对集气槽式风压发电装置进行优化设计,得出了最优挡风板数量和支撑板长度,以及从立柱中心点到支撑板与挡风板相交点的长度和挡风板总长度的最佳比例值。从分析推导的风压发电装置中压电片的受力计算公式可以得出,挡风板在三块时,压电片所受到的风力是最大的。利用基于状态空间模型的实数编码遗传算法对集气槽式风压发电装置的参数进行优化计算,仿真结果也证明了以上结论的正确性,进而完成了对集气槽式风压发电装置的优化设计。此外,论文为风压受力分析的优化研究提供了参考,设计的集气槽式风压发电装置也为压电发电能量收集技术的研究提供了新方法。