CN108933545B - 风力发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于风能收集的发电装置，包括：外壳、撞击体、摩擦片、载体、整流桥、导线、负载；所述载体固定于外壳内或由外壳的内壁组成；用于将机械能转换成电能的所述摩擦片依次间隔固定在载体上；所述撞击体悬挂在外壳内，其摆动行程能够撞击依次排列的摩擦片，使摩擦片之间接触分离更充分；所述摩擦片作为发电的电能输出端；所述一组整流桥分别与对应的电能输出端连接，整流桥输出连接负载。本发明可解决在微风、波浪环境中收集机械能，并转化为电能进行利用的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及能量收集利用技术领域，具体地涉及一种用于风能收集的发电装置。
背景技术
可再生能源是新能源发展的核心，风电是一种具有较强竞争力的新能源。化石燃料等不可再生能源的大量使用对环境造成了不容忽视的影响。寻找替代不可再生能源的可再生能源成为了当前研究的热点之一。自然界中存在着大量的能量转换，将环境中其他形式的能量进行收集并转换为电能，为新能源的发展提供了借鉴。风能广泛存在于自然界中，有效利用风能并将其转换为电能为风电的发展具有重大意义。
摩擦纳米发电机作为一种可以将机械能转换为电能的装置，与传统电磁发电相比具有独特的优势。摩擦纳米发电机结构简单，体积较小，可以节约成本，此外，摩擦纳米发电机利用摩擦起电和静电感应可在低频率下进行能量收集，与电磁发电相比，在较低频率下有明显优势。但是，现有的收集环境中微风的摩擦纳米发电机由于其器件直接与外界接触，受下雨、潮湿等环境因素影响极大。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于风能收集的发电装置，以解决在各种环境下的微风、波浪中收集机械能，并转化为电能进行利用的技术问题。
为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种用于风能收集的发电装置，包括：外壳、撞击体、摩擦片、载体、整流桥、导线、负载；所述载体固定于外壳内或由外壳的内壁组成；用于将机械能装换成电能的所述摩擦片依次间隔固定在载体上；所述撞击体悬挂在外壳内，其摆动行程能够撞击依次排列的摩擦片，使摩擦片之间接触分离更充分；所述摩擦片作为发电的电能输出端；所述一组整流桥分别与对应的电能输出端连接，整流桥输出连接负载。
所述的一种用于风能收集的发电装置，所述摩擦片由任意可通过摩擦产生电荷的材料制成。
所述的一种用于风能收集的发电装置，所述载体材料为绝缘材料；所述载体形状是平板、拱形或扇形中的一种。
所述的一种用于风能收集的发电装置，所述摩擦片垂直紧密排列于载体上且不同摩擦片之间易于接触，排列采用同方向或多方向的形式。
所述的一种用于风能收集的发电装置，所述载体将摩擦片、整流桥和导线进行固定。
所述的一种用于风能收集的发电装置，所述外壳将器件封装成一个整体，为任意材质形状的绝缘体。
所述的一种用于风能收集的发电装置，用于消耗或者存储电能的所述负载是串联、并联或者串并混联连接。
所述的一种用于风能收集的发电装置，所述摩擦片为单一材料或复合材料构成，单一材料为摩擦产生电荷的任意导电材料制成，复合材料由摩擦产生电荷的任意导电材料与可摩擦产生电荷的任意其他材料双层结构制成。
本发明的优点：
本发明在原收集风能的摩擦纳米发电机基础上进行了封装，并改善了原结构，使其在更恶劣的环境，更低的频率下更好地工作。巧妙的利用了摩擦纳米发电机在频率下的优势，采用简单的结构收集风中的机械能。利用摩擦起电和静电感应的原理，采用简单的结构收集低频率下的机械能。本发明通过合理的设计，对摩擦起电所产生的能量进行收集利用，结构简单灵活，为能量收集利用提供了借鉴。
附图说明
图1是本发明的工作原理示意图。
图2是本发明的摩擦片实施例示意图。
图3是本发明的摩擦片在外壳内的实施方式之一示意图。
图4是本发明的摩擦片在外壳内的实施方式之二示意图。
图中编号：1、摩擦片，2、整流桥，3、导线，4、发光二极管，5、外壳，6、撞击体，7、载体。
具体实施方式
本发明的具体结构参见图3、4所示。本发明提供一种用于风能收集的发电装置，包括：外壳、撞击体、摩擦片、载体、整流桥、导线、负载。外壳和载体，用于固定所有材料，将器件封装成一个整体；撞击体，用于在摆动中更好的撞击摩擦片，使摩擦片之间接触分离更充分；摩擦片，用于机械能到电能的转换；整流桥用于将交流电整流；导线，用于传输电流；负载，用于消耗或者储存电能。
所述摩擦片垂直紧密排列于载体上。
所述撞击体可以自由摆动，有效撞击摩擦片。
所述外壳和载体将所有器件固定封装成一个整体。
所述整流桥和导线用于将感应的交流电进行整流串联、并联或者串并混联叠加。
所述负载用于消耗或者储存电能。
所述摩擦片为单一材料或复合材料构成，单一材料为摩擦产生电荷的任意导电材料制成，可以是任意金属导电材料、半导体材料、高分子导电材料和陶瓷材料；复合材料由摩擦产生电荷的任意导电材料与任意可以摩擦产生电荷的任意其他材料双层结构制成，后者可以是聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、氯丁橡胶、聚异丁烯、聚酯、聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚碳酸双酚、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙二醇丁二酸酯、苯胺甲醛树脂、聚甲醛、三氯氰胺甲醛、聚三氟氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚偏二氯乙烯、自然橡胶、聚丙烯腈、腈氯纶、聚偏二氯乙烯、再生纤维海绵、纤维素、人造纤维、乙基纤维素、氟化乙烯丙烯共聚物、纤维素乙酸酯、聚己二酸乙二醇酯、聚酰胺(尼龙)-11、聚酰胺(尼龙)-66、三聚氰胺、羊毛、蚕丝、金、银、铜、铝、硅、锗、III-V族化合物、II-VI族化合物、石墨烯或聚吡咯中任意一种，参见图2所示。摩擦片由PDMS和Al粘贴而成，易于摩擦起电，紧密排列于载体上。
参见图1所示，所述发电装置的工作方式如下：
当发电装置置于风中或水中摆动时，例如悬挂在树上，撞击体可碰撞摩擦片，使摩擦片之间产生接触分离，不同摩擦片之间摩擦产生电荷，整流桥通过整流作用将电流单向传导，不同摩擦片产生电流进行串联、并联或者串并混联叠加以增加输出功率，驱动负载，实现风能到电能的转换利用。
以上所述，仅为本发明较为简洁的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种用于风能收集的发电装置，其特征在于，包括：外壳、撞击体、摩擦片、载体、整流桥、导线、负载；所述载体固定于外壳内或由外壳的内壁组成；用于将机械能转换成电能的所述摩擦片依次间隔固定在载体上；所述撞击体悬挂在外壳内，其摆动行程能够撞击依次排列的摩擦片，使摩擦片之间接触分离更充分；所述摩擦片作为发电的电能输出端；所述一组整流桥分别与对应的电能输出端连接，整流桥输出连接负载。
2.根据权利要求1所述的一种用于风能收集的发电装置，其特征在于，所述摩擦片由任意可通过摩擦产生电荷的材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种用于风能收集的发电装置，其特征在于，所述载体材料为绝缘材料；所述载体形状是平板、拱形或扇形中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种用于风能收集的发电装置，其特征在于，所述摩擦片垂直紧密排列于载体上且不同摩擦片之间易于接触，排列采用同方向或多方向的形式。
5.根据权利要求1所述的一种用于风能收集的发电装置，其特征在于，所述载体将摩擦片、整流桥和导线进行固定。
6.根据权利要求1所述的一种用于风能收集的发电装置，其特征在于，所述外壳将器件封装成一个整体，为任意材质形状的绝缘体。
7.根据权利要求1所述的一种用于风能收集的发电装置，其特征在于，用于消耗或者存储电能的所述负载是串联、并联或者串并混联连接。
8.根据权利要求1所述的一种用于风能收集的发电装置，其特征在于，所述摩擦片为单一材料或复合材料构成，单一材料为摩擦产生电荷的任意导电材料制成，复合材料由摩擦产生电荷的任意导电材料与任意可以摩擦产生电荷的其他材料双层结构制成。
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