[发明专利]一种浓缩风能压电能量收集装置

说明书

本发明涉及一种浓缩风能压电能量收集装置，包括聚风腔体、PVDF压电薄膜、夹持部件、底板、螺柱，所述聚风腔体和夹持部件分别通过螺钉固定在底板上，所述的夹持部件具有上下两块夹板，通过螺钉将PVDF压电薄膜的一端固定，使得PVDF压电薄膜处在一端固定一端自由的悬臂状态；所述聚风腔体由入风口、收缩段、出风口三部分依次连接组成，所述入风口较大，朝向来风方向，出风口较小，朝向PVDF压电薄膜；而底板通过螺母固定在螺柱上；聚风腔体可以将风能进行加速、整流和均匀化，改善风能的不稳定性，提高风能的能流密度。该浓缩风能压电能量收集装置具有工作起动风速低、风能收集效率高等特点。

技术领域

本发明属于风力发电领域，涉及一种浓缩风能压电能量收集装置。

背景技术

由于常规能源的日益短缺和环境问题越来越突出，新能源的研究与开发受到越来越多人的关注。风能是地面上一种广泛存在、取之不尽、用之不竭、易于利用的可再生的绿色能源，在近年来得到了快速的发展，是新能源中发展最快的一种能源。风力发电也成为了各国研究的重要课题。

传统风力发电机体积大，可以实现大功率发电。但随着无线网络以及微型电子设备的飞速发展，对这些设备的电源性能要求越来越高。采用传统的化学电池供电，由于其体积大、能量密度低、使用寿命有限、需要定期更换，难以满足微电子器件供能的需求。而从环境中获取能量并转换为电能的微能源装置由于具有体积小、质量轻、寿命长、无需更换、绿色环保等优点，是低功耗电子器件的一种理想电源。

压电风能收集器因其结构简单、能量密度大、耦合系数高、易于系统集成和微型化等优点，是目前风能微能源研究的重要方向之一。但其存在启动风速高、能量收集效率低的不足。

发明内容

本发明的目的在于解决现有压电风能收集器在低风速环境下不能启动工作，风能采集效率低的问题，提出一种浓缩风能压电能量收集装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种浓缩风能压电能量收集装置，包括聚风腔体、PVDF压电薄膜、夹持部件、底板、螺柱，所述聚风腔体和夹持部件分别通过螺钉固定在底板上，所述的夹持部件具有上下两块夹板，通过螺钉将PVDF压电薄膜的一端固定，使得PVDF压电薄膜处在一端固定一端自由的悬臂状态；所述聚风腔体由入风口、收缩段、出风口三部分依次连接组成，所述入风口较大，朝向来风方向，出风口较小，朝向PVDF压电薄膜，而底板通过螺母固定在螺柱上；通过调节所述夹持部件，改变PVDF压电薄膜相对聚风腔体的出风口沿x、y、z轴方向的位置，通过调节PVDF压电薄膜相对于出风口的固定位置，以获得最优的风能收集效率。

所述聚风腔体的入风口较大，以获取更多风能，风通过收缩段将会得到加速、整流，低密度的风能将会压缩为高密度，风速也会提高，然后驱动PVDF压电薄膜振动，从而提高风能的收集效率。

通过调节夹持部件可以改变PVDF压电薄膜的固定位置，可以在底板上开多列夹持部件的安装孔，以改变夹持部件和PVDF压电薄膜在底板上的前后位置，即改变PVDF压电薄膜相对于出风口的前后位置；夹持部件上二个固定螺钉间的距离较大，可以改变PVDF压电薄膜相对于出风口的左右位置；通过改变夹持部件下夹板的高度，可以改变PVDF压电薄膜相对于出风口的上下位置。在相同的风速下，PVDF压电薄膜在夹持部件上不同的固定位置，风能收集的效率也不同。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

聚风腔体可以将风能进行加速、整流和均匀化，降低自然风的湍流度，改善风能的不稳定性，提高风能的能流密度。该浓缩风能压电能量收集装置具有工作启动风速低、风能收集效率高等特点。

附图说明

图1为浓缩风能压电能量收集装置的结构示意图。

图2为浓缩风能压电能量收集装置的主视图。