一种基于摩擦纳米发电的风能发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及摩擦纳米风能发电技术领域，更具体地，涉及一种基于摩擦纳米发电的风能发电装置。该装置包括第一支撑板、第二支撑板以及位于两者之间的摩擦发电机构；所述摩擦发电机构包括若干摩擦纳米发电单元，摩擦纳米发电单元层层叠放；所述第一支撑板、第二支撑板相平行，第一支撑板、第二支撑板之间还设有固定轴，所述固定轴贯穿各摩擦纳米发电单元，且两端分别固定于第一支撑板、第二支撑板。本发明专利技术利用摩擦纳米发电技术，实现了对风能的高效收集，并且不会造成噪声与视觉污染。

A wind power generation device based on friction nano power generation

【技术实现步骤摘要】
一种基于摩擦纳米发电的风能发电装置
本专利技术涉及摩擦纳米风能发电
，更具体地，涉及一种基于摩擦纳米发电的风能发电装置。
技术介绍
风能作为可再生能源的一种，它不仅取之不尽，用之不竭，而且是没有公害的能源，自从人们可以用风车把风能转化为机械动能，再把机械能转化为电力动能后，对风能的收集开始迅速发展。目前市面上对风能的收集主要集中在利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。但目前大多数的风力发电机不仅仅会造成噪声、视觉污染，还会占用大片土地，甚至会影响鸟类。摩擦纳米发电技术是近年来新兴的一种技术，结合摩擦纳米发电技术，高效且低成本的收集风能将其转换为电能具有很好的研究意义。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述的缺陷，提供一种基于摩擦纳米发电的风能发电装置，利用摩擦纳米发电技术，实现了对风能的高效收集，并且不会造成噪声与视觉污染。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种基于摩擦纳米发电的风能发电装置，包括第一支撑板、第二支撑板以及位于两者之间的摩擦发电机构；所述摩擦发电机构包括若干摩擦纳米发电单元，摩擦纳米发电单元层层叠放；所述第一支撑板、第二支撑板相平行，第一支撑板、第二支撑板之间还设有固定轴，所述固定轴贯穿各摩擦纳米发电单元，且两端分别固定于第一支撑板、第二支撑板。摩擦发电机构平稳放置，固定轴贯穿各摩擦纳米发电单元，对其进行限位。进一步地，所述摩擦纳米发电单元包括依次顺序叠放的第一电极层、介电薄膜和第二电极层，所述第一电极层、介电薄膜之间设置有用于间隔的弹性柱，第一电极层与介电薄膜活动摩擦；所述摩擦纳米发电单元电连接有电源管理装置。弹性柱将第一电极层、介电薄膜形成微小的间隔，无风状态时，第一电极层与介电薄膜不会发生摩擦。风力吹动时，摩擦纳米发电单元中各部分会发生振动，第一电极层与介电薄膜从而频繁压缩弹性柱，相互摩擦，不断循环接触分离，在此过程中进行摩擦发电，从而形成持续交变电流输送到电源管理装置。进一步地，所述摩擦纳米发电单元还包括第一支撑层和第二支撑层，第一支撑层垫放于第一电极层远离第二电极层的一侧，第二支撑层垫放于第二电极层远离第一电极层的一侧。组成摩擦纳米发电单元的各部分均为较轻质的材料，保持良好的接触面积，更容易实现风力发电。其中，夹于中间的支撑层可以作为相邻摩擦纳米发电单元的第一支撑层和第二支撑层。进一步地，所述电源管理装置包括整流器、升压器和电池，所述整流器两端分别与第一电极层、第二电极层电连接形成回路，所述升压器的输入侧与整流器输出端连接，升压器的输出侧与电池连接。电源管理装置一般采用现有的发电机电源管理系统，对摩擦纳米发电产生的电流进行整合和收集。各摩擦纳米发电单元均单独连接有电源管理装置，可根据需要，将多个摩擦纳米发电单元用导线进行串联，从而实现了对所需电量的控制。进一步地，所述第一支撑板、第二支撑板之间还设有若干中间支撑板，所述中间支撑板与第二支撑板相平行，所述固定轴同样贯穿中间支撑板；各中间支撑板均设置有摩擦发电机构。一般地，第二支撑板以及各中间支撑板上均放置有摩擦发电机构。进一步地，所述第一支撑板、第二支撑板、中间支撑板均设有至少一个用于过线的导线孔。为了方便各摩擦发电机构的导线安置和连接，各支撑板均留有导向孔。进一步地，还包括用于支撑第一支撑板、第二支撑板的支撑杆，支撑杆两端分别与第一支撑板、第二支撑板连接，并与各中间支撑板相接固定。支撑杆主要用于对各支撑板进行连接加固。进一步地，所述第一支撑板、第二支撑板均为圆形板，所述支撑杆连接于第一支撑板、第二支撑板外侧，整体形成一个虚构的圆柱。第一支撑板、第二支撑板的大小相等，采用支撑杆作为侧面骨架，整体形成一个圆柱形结构。所述固定轴两端分别固定于第一支撑板、第二支撑板的圆心位置。固定轴的数量可以为多根，固定轴贯穿各摩擦纳米发电单元和中间支撑板，摩擦纳米发电单元各部件与固定轴为之间为间隙配合。进一步地，所述弹性柱的数量为两个或以上，弹性柱呈均匀对称分布。为了保持摩擦稳定，常设置偶数个弹性柱，各弹性柱均匀对称分布。弹性柱通常为橡胶弹性柱。进一步地，所述介电薄膜为PTFE材质。介电薄膜表面和电极表面均分布有纳米微机构，以此增加表面粗糙度，由纳米微机构引起的表面粗糙度的增加有助于为两者相互接触时提供额外的摩擦，从而可以产生更多的摩擦电荷。该结构可以选择纳米颗粒，纳米立方体，纳米线，纳米管，以及由以上结构构成的阵列。这些结构均可以通过等离子刻蚀、光刻蚀等刻蚀方法实现，在阵列中每个这种单元的尺寸都在纳米到微米数量级，只要不影响介电薄膜的结构强度，具体微结构的单元尺寸、形状不应该限制在本专利技术的范围。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术公开了一种基于摩擦纳米发电的风能发电装置，1)利用摩擦纳米发电技术作为发电基础，采用多个单元纳米摩擦发电，实现了对风能的高效收集；2)可以根据需求，对各发电单元的大小和数量进行灵活组装；3)可根据需要，将多个摩擦发电机构用导线进行串联，从而实现了对所需电量的控制；4)摩擦纳米发电单元各部分均为轻质材料，且叠放附加了增大风力与摩擦单元之间的接触面积，所占面积非常小，不会造成噪声与视觉污染。附图说明图1是本专利技术整体结构示意图。图2是摩擦纳米发电单元结构示意图。图3是摩擦纳米发电单元结构爆炸图。图4是电源管理装置连接电路图。图5是摩擦纳米发电单元连接线路图。图6是摩擦纳米发电单元运作流程图。其中，1第一支撑板，2第二支撑板，3摩擦发电机构，4摩擦纳米发电单元，5固定轴，6整流器，7升压器，8电池，9中间支撑板，10导线孔，11支撑杆，41第一电极层，42介电薄膜，43第二电极层，44弹性柱，45第一支撑层，46第二支撑层。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。本专利技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。下面通过具体实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的具体描述：如图1所示，本实施例提供了一种基于摩擦纳米发电的风能发电装置，包括第一支撑板1、第二支撑板2以及位于两者之间的摩擦发电机构3。其中，第一支撑板1、第二支撑板2相平行，第一支撑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于摩擦纳米发电的风能发电装置，其特征在于：包括第一支撑板(1)、第二支撑板(2)以及位于两者之间的摩擦发电机构(3)；/n所述摩擦发电机构(3)包括若干摩擦纳米发电单元(4)，摩擦纳米发电单元(4)层层叠放；/n所述第一支撑板(1)、第二支撑板(2)相平行，第一支撑板(1)、第二支撑板(2)之间还设有固定轴(5)，所述固定轴(5)贯穿各摩擦纳米发电单元(4)，且两端分别固定于第一支撑板(1)、第二支撑板(2)。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于摩擦纳米发电的风能发电装置，其特征在于：包括第一支撑板(1)、第二支撑板(2)以及位于两者之间的摩擦发电机构(3)；
所述摩擦发电机构(3)包括若干摩擦纳米发电单元(4)，摩擦纳米发电单元(4)层层叠放；
所述第一支撑板(1)、第二支撑板(2)相平行，第一支撑板(1)、第二支撑板(2)之间还设有固定轴(5)，所述固定轴(5)贯穿各摩擦纳米发电单元(4)，且两端分别固定于第一支撑板(1)、第二支撑板(2)。


2.根据权利要求1所述的一种基于摩擦纳米发电的风能发电装置，其特征在于：所述摩擦纳米发电单元(4)包括依次顺序叠放的第一电极层(41)、介电薄膜(42)和第二电极层(43)，所述第一电极层(41)、介电薄膜(42)之间设置有用于间隔的弹性柱(44)，第一电极层(41)与介电薄膜(42)活动摩擦；所述摩擦纳米发电单元(4)电连接有电源管理装置。


3.根据权利要求2所述的一种基于摩擦纳米发电的风能发电装置，其特征在于：所述摩擦纳米发电单元(4)还包括第一支撑层(45)和第二支撑层(46)，第一支撑层(45)垫放于第一电极层(41)远离第二电极层(43)的一侧，第二支撑层(46)垫放于第二电极层(43)远离第一电极层(41)的一侧。


4.根据权利要求2所述的一种基于摩擦纳米发电的风能发电装置，其特征在于：所述电源管理装置包括整流器(6)、升压器(7)和电池(8)，所述整流器(6)两端分别与第一电极层(41)、第二电极层(43)电连接形成回路，所述升压器(7)的输入侧与整流器(6)输出端连接，升压...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞洪臣，杨芳，潘新祥，庞建华，徐敏义，袁锐，钟英豪，魏斌，
申请(专利权)人：广东海洋大学，
类型：发明
国别省市：广东;44