[发明专利]基于摩擦纳米发电机的风力发电集成系统

说明书

本发明公开了一种基于摩擦纳米发电机的风力发电集成系统，包括：集成的多个摩擦纳米发电机，将风能转化为电信号输出，每一摩擦纳米发电机包括：第一电极板；第二电极板，与第一电极板对应设置，与第一电极板之间存在距离；以及振动膜，设置于第一电极板与第二电极板之间，在上、下振动过程中与第一电极板以及第二电极板能实现接触、分离；其中，所述振动膜与第一电极板和第二电极板的材料均存在摩擦电极序差异。该风力发电系统的发电效率高、风速感应灵敏、制作简单、体积小且结构适应性强，可作为风力发电塔的替代方案。

技术领域

本公开属于风力发电技术领域，涉及一种基于摩擦纳米发电机的风力发电集成系统。

背景技术

目前对于可再生能源的收集在工业和学术界得到很高的关注，其中风能是一种资源丰富的清洁可再生能源，成为新能源开发和利用的一种新的布局方向。

现有风力发电机的工作原理为：风轮在风力的作用下旋转，将风的动能转变为风轮轴的机械能，然后发电机在风轮轴的带动下旋转发电，但是目前基于风能的收集集中在风力发电塔的使用上，而现有的风力发电塔占地面积大，高度在50米到120米之间，一般来说较高的风力发电塔需要合适的地质环境，才能确保风力发电塔的牢固安装、运行，且所有风力发电设备均需要考察当地的气候环境，需要有大量的风力资源可以被利用，因此出于现有风力发电塔占地面积大、且需要合适的地质环境的要求，风力发电塔的分布一般较为偏远，增加了运输成本和占地成本。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种基于摩擦纳米发电机的风力发电集成系统，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种基于摩擦纳米发电机的风力发电集成系统，包括：集成的多个摩擦纳米发电机，将风能转化为电信号输出，每一摩擦纳米发电机包括：第一电极板；第二电极板，与第一电极板对应设置，与第一电极板之间存在距离；以及振动膜，设置于第一电极板与第二电极板之间，在上、下振动过程中与第一电极板以及第二电极板能实现接触、分离；其中，所述振动膜与第一电极板和第二电极板的材料均存在摩擦电极序差异。

在本公开的一些实施例中，该基于摩擦纳米发电机的风力发电集成系统，还包括：变压器，与摩擦纳米发电机相连接，将摩擦纳米发电机输出的电信号进行电压变换；以及管理电路，与变压器相连接，将电压变换后的电信号转变为恒压信号和脉冲电流信号进行输出；其中，变压器将摩擦纳米发电机输出的电信号进行电压变换至管理电路能承受的电压范围内。

在本公开的一些实施例中，该基于摩擦纳米发电机的风力发电系统，还包括：储能元件，与管理电路相连接，存储输出的恒压信号和脉冲电流信号。

在本公开的一些实施例中，每一个摩擦纳米发电机依次连接有一变压器和一管理电路，多个摩擦纳米发电机采用平行排布的方式进行集成。

在本公开的一些实施例中，变压器与管理电路固定于一支撑杆的两侧，沿着支撑杆间隔排布有若干个摩擦纳米发电机组，每一摩擦纳米发电机组中包括至少两个摩擦纳米发电机，每一摩擦纳米发电机组中的摩擦纳米发电机以扇叶形状分布。

在本公开的一些实施例中，摩擦纳米发电机还包括：垫片，设置于第一电极板与第二电极板之间，调节第一电极板与第二电极板之间的距离。

在本公开的一些实施例中，摩擦纳米发电机还包括：固定件，穿过第一电极板、垫片、第二电极板，固定该第一电极板和第二电极板；在第一电极板、第二电极板以及垫片相对应的位置上设置有供固定件穿过的孔洞，该孔洞与固定件的形状相互匹配。

在本公开的一些实施例中，摩擦纳米发电机中第一电极板与第二电极板之间的距离介于3mm～8mm之间；和/或每个摩擦纳米发电机的长宽比介于1∶1～50∶1之间。