一种复合式风力发电系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种复合式风力发电系统，其包括风力驱动装置、旋转式发电机和球式发电机阵列。旋转式发电机与风力驱动装置连接，且球式发电机阵列悬挂于所述风力驱动装置。风力驱动装置能够在风力的作用下旋转，并带动旋转式发电机旋转，从而使旋转式发电机产生电能。球式发电机阵列能在风力，和/或风力驱动装置的作用下产生电能。本实用新型专利技术公开的复合式风力发电系统将旋转式发电机与球式发电机阵列相结合，能够多元化的收集风能，提高风能的利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种复合式风力发电系统
本技术涉及纳米新能源领域，具体涉及一种复合式风力发电系统。
技术介绍
现有技术中，摩擦纳米发电机(TENG)主要采用薄膜振动来利用风力发电，或者利用类似于风扇叶片的形式来采集风能。但是，采用这些结构的发电机均存在结构单一、不易集成的缺点，并且对风的方向有较高的要求，当风向经常变化或者不稳定时，会导致发电机的输出性能不理想，对风能的利用率也不理想。
技术实现思路
本技术旨在提供一种能多元化收集风能的复合式发电机系统。本技术的实施例一种复合式风力发电系统，包括：风力驱动装置，所述风力驱动装置能够在风力的作用下旋转；以及球式发电机阵列，所述球式发电机阵列悬挂于所述风力驱动装置，并在风力的作用下产生电能；其中，所述系统还包括旋转式发电机，所述旋转式发电机在所述风力驱动装置的带动下旋转并产生电能。进一步地，所述系统还包括：变速装置，所述变速装置设置于所述风力驱动装置与所述旋转式发电机之间，用于调节所述风力驱动装置与所述旋转式发电机的转速比。进一步地，所述旋转式发电机包括定子和转子；其中，所述旋转式发电机通过所述转子相对于所述定子转动并发生摩擦，产生电能。进一步地，所述系统还包括用于保护所述风力驱动装置的第一外壳和用于保护所述旋转式发电机的第二外壳；其中，所述第一外壳设有开口。进一步地，所述定子包括至少一个第一扇形电极、至少一个第二扇形电极以及设置在所述第一扇形电极和所述第二扇形电极上方的第一摩擦层；其中，每一个第一扇形电极均与其他第一扇形电极连接，每一个第二扇形电极均与其他第二扇形电极连接，并且所述第一扇形电极与所述第二扇形电极交替排列。进一步地，所述定子还包括：定子基底，所述定子基底与所述第一外壳固定连接，并用于支撑所述第一扇形电极以及所述第二扇形电极。进一步地，所述转子包括：第二摩擦层，所述第二摩擦层用于与所述第一摩擦层摩擦；转子基底，所述转子基底用于支撑所述第二摩擦层；以及轴承，所述轴承能够在风力驱动装置的带动下旋转，并带动所述第二摩擦层旋转。进一步地，所述第二摩擦层包括多个扇形结构的摩擦区，所述摩擦区的数量与所述第一扇形电极或所述第二扇形电极的数量相同。进一步地，所述球式发电机阵列包括多个球式发电机，其中，相邻两个球式发电机采用连接绳，和/或弹簧连接。进一步地，所述球式发电机包括：壳体，所述壳体具有内腔；感应电极层，所述感应电极层设置在所述壳体的内壁上；摩擦层，所述摩擦层设置在感应电极层上，所述感应电极层位于所述壳体的内壁和所述摩擦层之间；活动体，所述活动体位于所述内腔中；其中，在风力的作用下，所述活动体在所述内腔中往复滚动，使所述感应电极层产生电信号。进一步地，所述风力驱动装置包括：转轴和呈放射状设置在所述转轴周围的多个叶片；其中，所述叶片能够在风力的作用下，带动所述转轴旋转。与现有技术相比，本技术具有以下优点：本技术公开的复合式风力发电系统将旋转式发电机与球式发电机阵列相结合，能够多元化的收集风能，提高风能的利用率。附图说明通过下文中参照附图对本技术所作的描述，本技术的其他目的和优点将显而易见，并可帮助对本技术有全面的理解。图1为本技术实施例提供的复合式发电机系统的结构示意图；图2为本技术实施例提供的旋转式发电机的结构示意图；图3为本技术实施例提供的球式发电机的结构示意图；图4为本技术实施例提供的复合式发电机系统的电路连接示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例的附图，对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本技术的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。除非另外定义，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。如图1所示，本技术提供了一种复合式风力发电系统100，包括风力驱动装置2、旋转式发电机1和球式发电机阵列3。风力驱动装置2可以在风力的作用下旋转，并带动与之连接的旋转式发电机1旋转，使旋转式发电机1产生电能。球式发电机阵列3可以悬挂在风力驱动装置2上，并且其可以在风力作用下产生电能。通过将旋转式发电机1与容易集成的球式发电机阵列3，两种发电机结构的复合，可以实现多元化的收集风能，大大提高了对风能的利用率。图1示出的风力驱动装置2可以包括转轴23和呈放射状设置在转轴23周围的多个叶片22。叶片22的形状可以是图示中的方形，也可以是其他形状，例如扇形等等。这样，风力驱动装置2可以在任意方向的风的作用下均可以产生稳定的旋转，解决了传统的采用类似于风扇叶片的结构只能采集单一方向的风的问题。在进一步较佳实施例中，如图1所示，在风力驱动装置2与旋转式发电机1之间还可以设置变速装置4，用于调节风力驱动装置2与旋转式发电机1的转速比。通过变速装置4使得旋转式发电机1的转速大于风力驱动装置2的转速，这样，旋转式发电机1在风力较弱的情况下，也可以产生理想的电能。例如，变速装置4可以是多个齿轮的组合，这样可以通过改变齿轮的配置，改变风力驱动装置2与旋转式发电机1的转速比。风力驱动装置2、旋转式发电机1以及变速装置4三者可以通过转轴连接，需要说明的是，三者并不是共用同一转轴，仅仅是利用风力驱动装置2的转轴23的转动来带动变速装置4的转轴转动，进而带动旋转式发电机1的轴承134的转动。即，当风力驱动装置2的叶片22在风力的作用下转动时，叶片22带动转轴23旋转，转轴23带动变速装置4的转轴旋转，变速装置4的转轴带动旋转式发电机1的轴承134旋转，从而使得旋转式发电机1产生电能。在其他实施例中，在风力驱动装置2与旋转式发电机1之间可以不设置变速装置4变速机构，这时，风力驱动装置2的转轴23和旋转式发电机1的轴承134的转速相同，或者也可以将风力驱动装置2与旋转式发电机1设置为同一根转轴。图1示出的复合式风力发电系统100可以包括多个球式发电机阵列3，每一个球式发电机阵列3都可以包括多个球式发电机32，相邻的两个球式发电机32可以采用连接绳31和/或弹簧链接，采用弹簧可使球式发电机阵列3在风力的作用下产生共振，增强风能的利用率。当然，也可以同时采用连接绳31和弹簧的形式，连接相邻的两个球式发电机32，或者采用其他类似于弹簧的结构连接相邻的两个球式发电机32。在进一步较佳实施例中，多个球式发电机阵列3之间的球式发电机32也可以通过弹簧31和/或连接绳连接，即在横向上，将相邻的球式发电机32通过弹簧和/或连接绳31连接，这样会形成类似于“网格”结构，横向连接可以产生联动效应，进一步增强了利用风能的效果。这样，采用球式发电机阵列3或球式发电机网络，可以有效地利用空间，有助于收集较大区域内的风能，并且个别球式发电机32的损坏不影响整个装置的正常工作，另外球形发电机还可以收集任意方向的风的风能，解决了之前发电机性能受风向制约的问题。在进一步较佳实施例中，如图1所示，可以在风力驱动装置2、旋转式发电机1以及变速装置4外均设置一个用于起保护作用的外壳。而且为了能使叶片22在风力的作用下旋转，设置于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合式风力发电系统，包括：风力驱动装置，所述风力驱动装置能够在风力的作用下旋转；以及球式发电机阵列，所述球式发电机阵列悬挂于所述风力驱动装置，并在风力的作用下产生电能；其中，所述系统还包括旋转式发电机，所述旋转式发电机在所述风力驱动装置的带动下旋转并产生电能。

【技术特征摘要】
1.一种复合式风力发电系统，包括：风力驱动装置，所述风力驱动装置能够在风力的作用下旋转；以及球式发电机阵列，所述球式发电机阵列悬挂于所述风力驱动装置，并在风力的作用下产生电能；其中，所述系统还包括旋转式发电机，所述旋转式发电机在所述风力驱动装置的带动下旋转并产生电能。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：变速装置，所述变速装置设置于所述风力驱动装置与所述旋转式发电机之间，用于调节所述风力驱动装置与所述旋转式发电机的转速比。3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述旋转式发电机包括定子和转子；其中，所述旋转式发电机通过所述转子相对于所述定子转动并发生摩擦，产生电能。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于保护所述风力驱动装置的第一外壳和用于保护所述旋转式发电机的第二外壳；其中，所述第一外壳设有开口。5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述定子包括至少一个第一扇形电极、至少一个第二扇形电极以及设置在所述第一扇形电极和所述第二扇形电极上方的第一摩擦层；其中，每一个第一扇形电极均与其他第一扇形电极连接，每一个第二扇形电极均与其他第二扇形电极连接，并且所述第一扇形电极与所述第二扇形电极交替排列。6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述定子还包括：定子基底...

【专利技术属性】
技术研发人员：王中林，蒋涛，许亮，陈翔宇，洪占勇，
申请(专利权)人：北京纳米能源与系统研究所，
类型：新型
国别省市：北京,11