一种风力发电单元以及系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种风力发电单元，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，在外力的作用下，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。本实用新型专利技术还提供一种风力发电机系统、一种自驱动显示阵列以及一种自驱动应用系统。本实用新型专利技术提供的风力发电单元结构简单、成本低，且风力发电机系统的规模灵活可变，能够就地采集风能。

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电单元以及系统
本技术涉及纳米新能源领域，具体涉及一种风力发电单元以及系统。
技术介绍
现有的风力发电机体积庞大，结构复杂，成本高，这些发电机都需要相对集中、大强度的能量输入，而且必须在一定强度以上的风的驱动下才能正常工作，即自然界存在的强度较小的风能，基本都无法将其有效的转化为电能。而且基于分布式应用的供电需求，如环境监测、照明等，迫切需要一种结构简单、成本低、且规模灵活可变的风力发电技术，能够就地采集风能供电。
技术实现思路
有鉴于此，为了克服上述问题的至少一个方面，本技术的实施例提供一种风力发电单元，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，在外力的作用下，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，所述感应电极层与所述壳体的内壁绝缘设置。进一步地，所述感应电极层包括第一感应电极层和第二感应电极层，所述第一感应电极层和所述第二感应电极层绝缘设置。进一步地，所述壳体的外壁设置多个沿所述壳体外壁延伸的叶片。进一步地，所述叶片的形状为圆弧状。进一步地，所述壳体为封闭的球状结构。进一步地，所述活动体为球状结构。根据本专利技术的另一个方面，本技术的实施例提供还提供了一种风力发电机系统，所述风力发电机系统包括多个如上述任一项所述的风力发电单元，所述风力发电单元之间通过所述连接绳，和/或弹簧连接。根据本专利技术的另一个方面，本技术的实施例提供还提供了一种自驱动显示阵列，包括：发光器件；如上述所述的风力发电机系统；整流桥，所述整流桥与每一个所述风力发电单元连接，并向所述发光器件供电。进一步地，所述发光器件由一个所述风力发电单元供电或同时由多个所述风力发电单元供电。进一步地，所述发光器件贴装在所述风力发电单元表面，用于照明、指示或者景观。根据本专利技术的另一个方面，本技术的实施例提供还提供了一种自驱动应用系统，包括：用电器件；如上述所述的风力发电机系统；整流桥，所述整流桥与每一个所述风力发电单元连接；储能装置，所述储能装置与所述整流桥连接，并为所述用电器件供电。进一步地，所述用电器件为传感器、无线设备或照明器件中的至少一种。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点之一：1、发电单元采用全封装式壳体，能够隔绝环境影响，可用于沙漠等恶劣环境；2、在壳体外表面设置叶片，可以增强风与器件之间的能量交换；3、采用相互连接的发电单元组成发电系统，可在风力驱动下产生联动效应，增强收集的效果，并且能够灵活控制网络规模，并且采用弹簧连接，可在风力驱动下产生共振等现象，进一步增强收集效果。4、自驱动应用系统可基于收集的风能发电，并给器件供电，实现监测、无线信号覆盖、照明等功能，尤其是采用表面贴装发光器件，可形成夜晚照明、指示及景观作用的自驱动发光系统。附图说明通过下文中参照附图对本技术所作的描述，本技术的其它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风力发电单元的剖视图；图2为本技术实施例提供的风力发电单元的主视图；图3为本技术实施例提供的风力发电单元的左视图；图4为本技术实施例提供的发电机链的结构示意图；图5为本技术实施例提供的无横向连接的风力发电机系统的主视图；图6为本技术实施例提供的无横向连接的风力发电机系统的左视图；图7为本技术实施例提供的有横向连接的风力发电机系统的主视图；图8为本技术实施例提供的有横向连接的风力发电机系统的左视图；图9为本技术实施例提供的采用弹簧连接的风力发电机系统的结构示意图；图10为本技术实施例提供的自驱动显示阵列的结构示意图；图11为本技术实施例提供的自驱动显示阵列的结构示意图；图12为本技术实施例提供的自驱动应用系统的电路结构示意图。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。下面结合附图，对本技术的一些实施方式做详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互结合。如图1所示，本技术的实施例提供一种风力发电单元100，可以包括壳体110、设置在壳体110的内壁上的感应电极层、设置在感应电极层上的摩擦层140以及位于壳体110内腔160中的活动体150。风力发电单元100的壳体110可以采用各种材料，例如聚合物、复合材料以及金属等。而且感应电极层需要与壳体110的内壁绝缘设置。需要说明的是，当壳体110采用导电材料制成时，需要在壳体110的内壁与感应电极层之间绝缘设置，例如设置一层绝缘材料，可以理解的是，该绝缘层可以是采用间断式分布，由多段间隔开的绝缘材料组成，也可以是连续式分布，由一整层绝缘材料组成。这样，采用感应电极层与壳体110的内壁绝缘设置的方式，可以防止漏电现象。在本实施例中，壳体110可以为封闭的球状结构，当然也可以是其他结构，例如，筒状结构。进一步地，在壳体110的内壁上设置的感应电极层采用导电材料制成，例如金属、碳材料、导电玻璃等。其可以包括第一感应电极层131和第二感应电极层132。由于需要第一感应电极层131和第二感应电极层132绝缘设置，第一感应电极层131和第二感应电极层132可以均沿着壳体110的内壁延伸，并通过两个间隙170使得第一感应电极层131和第二感应电极层132绝缘设置，优选的，第一感应电极层131和第二感应电极层132延伸的表面积相同。当然也可以在间隙170中设置绝缘材料使得第一感应电极层131和第二感应电极层132之间绝缘。这样，当两个感应电极层接上负载时，可以在负载中形成交流电，而不会使得电路短路。进一步地，在感应电极层上设置摩擦层140，这样感应电极层位于壳体110的内壁和摩擦层140之间，即第一感应电极层131和第二感应电极层132位于壳体110的内壁和摩擦层140之间。摩擦层140可以采用聚合物、硅胶、无机氧化物或者复合材料等制成，为了更好的产生摩擦电，摩擦层140沿着壳体110的内壁的整个表面延伸。在本实施例中，位于内腔160中的活动体150与摩擦层140接触，并且在外力的作用下，风力发电单元100产生运动时，活动体150可以在内腔160中往复滚动，活动体150表面与摩擦层140表面就会摩擦，产生摩擦电。活动体150表面的静电荷会随活动体150运动，并在第一感应电极层131和第二感应电极层132中感应产生自由电荷，这时，当两电极层接上负载，即会在负载中产生交流电。在本实施例中，活动体150可以是球状结构，例如一个小球，也可为其它的结构，例如圆柱等。活动体150可以采用聚合物、硅胶、无机氧化物或者复合材料等制成。在其他实施例中，感应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力发电单元，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，在外力的作用下，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。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电单元，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，在外力的作用下，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。2.如权利要求1所述的风力发电单元，其特征在于，所述感应电极层与所述壳体的内壁绝缘设置。3.如权利要求1或2所述的风力发电单元，其特征在于，所述感应电极层包括第一感应电极层和第二感应电极层，所述第一感应电极层和所述第二感应电极层绝缘设置。4.如权利要求1或2任一项所述的风力发电单元，其特征在于，所述壳体的外壁设置多个沿所述壳体外壁延伸的叶片。5.如权利要求4所述的风力发电单元，其特征在于，所述叶片的形状为圆弧状。6.如权利要求4所述的风力发电单元，其特征在于，所述壳体为封闭的球状结构。7.如权利要求1所述的风力发电单元，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王中林，许亮，蒋涛，
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