一种风力发电装置及基于风力发电装置的风参数检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种风力发电装置及基于风力发电装置的风参数检测方法，该风力发电装置包括多个发电组件，以及多组分别自中心定位块向外延伸且相邻设置的活动块、固定块，发电组件包括相对设置的第一摩擦发电部件和第二摩擦发电部件，第一摩擦发电部件固定于活动块侧面，第二摩擦发电部件固定于固定块侧面，当活动块在风力作用下运动时，驱动第一摩擦发电部件进行与第二摩擦发电部件的接触‑分离，以使发电组件向外输出交变的电信号。通过本发明专利技术的实施，利用风能驱动分别安装于活动块与固定块上的两个摩擦发电组件之间进行接触‑分离运动，来摩擦感应发电，发电设备的结构较为简单，有利于设备的小型化，并可有效降低设备成本和安装成本。

A wind power generation device and wind parameter detection method based on wind power generation device

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电装置及基于风力发电装置的风参数检测方法
本专利技术涉及电子
，尤其涉及一种风力发电装置及基于风力发电装置的风参数检测方法。
技术介绍
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，风能作为一种资源丰富的清洁可再生能源，其科学的开发与利用对于解决能源紧缺问题具有极其重要的意义。但是，目前的风力发电通常是通过风驱动风轮转动，来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，整个风力发电设备的结构较为复杂，占地面积大；并且，为了保证风力发电设备安装的稳定性，对安装环境具有较高的要求，安装成本较高。
技术实现思路
本专利技术实施例的主要目的在于提供一种风力发电装置及基于风力发电装置的风参数检测方法，至少能够解决现有技术中所采用的风力发电设备结构较为复杂、占地面积大以及安装成本高的问题。为实现上述目的，本专利技术实施例第一方面提供了一种风力发电装置，所述风力发电装置包括：多个发电组件，以及多组分别自中心定位块向外延伸且相邻设置的活动块、固定块，所述活动块与所述固定块远离所述中心定位块的一端为自由端；其中，所述发电组件包括相对设置的第一摩擦发电部件和第二摩擦发电部件，所述第一摩擦发电部件固定于所述活动块侧面，所述第二摩擦发电部件固定于所述固定块侧面，所述第一摩擦发电部件与所述第二摩擦发电部件之间具有活动空间；所述活动块在风力作用下运动，驱动所述第一摩擦发电部件相对所述第二摩擦发电部件进行接触与分离，以使所述发电组件向外输出交变的电信号。为实现上述目的，本专利技术实施例第二方面提供了一种基于风力发电装置的风参数检测方法，应用于上述第一方面提供的风力发电装置，所述风参数检测方法包括：对所有发电组件的电信号关联参数进行周期性检测，得到周期性电信号关联参数；将所有所述周期性电信号关联参数进行比较，并根据比较结果确定信号周期性变化程度超过预设变化程度阈值的目标发电组件；基于所述目标发电组件的方位信息确定当前的风向。根据本专利技术实施例提供的风力发电装置及基于风力发电装置的风参数检测方法，该风力发电装置包括多个发电组件，以及多组分别自中心定位块向外延伸且相邻设置的活动块、固定块，其中，发电组件包括相对设置的第一摩擦发电部件和第二摩擦发电部件，第一摩擦发电部件固定于活动块侧面，第二摩擦发电部件固定于固定块侧面，当活动块在风力作用下运动时，驱动第一摩擦发电部件进行与第二摩擦发电部件的接触-分离，以使发电组件向外输出交变的电信号。通过本专利技术的实施，利用风能驱动分别安装于活动块与固定块上的两个摩擦发电组件之间进行接触-分离运动，来摩擦感应发电，发电设备的结构较为简单，有利于发电设备的小型化，并可有效降低设备成本和设备安装成本。本专利技术其他特征和相应的效果在说明书的后面部分进行阐述说明，且应当理解，至少部分效果从本专利技术说明书中的记载变的显而易见。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术第一实施例提供的风力发电装置的立体图；图2为本专利技术第一实施例提供的风力发电装置的平面示意图；图3为本专利技术第一实施例提供的发电组件的结构示意图；图4为本专利技术第一实施例提供的电荷转移示意图；图5为本专利技术第二实施例提供的风参数检测方法的流程示意图；图6为本专利技术第二实施例提供的西风作用在风力发电装置上的状态示意图；图7为本专利技术第二实施例提供的开路电压周期性变化示意图；图8为本专利技术第三实施例提供的风参数检测装置的结构框图。具体实施方式为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。第一实施例：为了解决现有技术中所采用的风力发电设备结构较为复杂、占地面积大以及安装成本高的问题，本实施例提出了一种风力发电装置，具体请参见图1和图2，图1为本实施例提供的风力发电装置的立体图，图2为本实施例提供的风力发电装置的平面示意图。本实施例提出的风力发电装置包括：多个发电组件11，以及多组分别自中心定位块12向外延伸且相邻设置的活动块13、固定块14，活动块13与固定块14远离中心定位块12的一端为自由端；其中，发电组件11包括相对设置的第一摩擦发电部件111和第二摩擦发电部件112，第一摩擦发电部件111固定于活动块13侧面，第二摩擦发电部件112固定于固定块14侧面，第一摩擦发电部件111与第二摩擦发电部件112之间具有活动空间；活动块13在风力作用下运动，驱动第一摩擦发电部件111相对第二摩擦发电部件112进行接触与分离，以使发电组件11向外输出交变的电信号。具体的，本实施例中的风力发电装置的工作模式可以为四种基本发电模式中的垂直接触-分离式，在该风力发电装置上，活动块与固定块相邻设置，每组相邻的活动块与固定块均配备有一个发电组件，应当理解的是，本实施例中的活动块相对中心定位块可活动连接，以及固定块相对中心定位块固定连接，也即在风力作用在风力发电装置上时，活动块被风力驱动而相对保持静止的固定块运动。另外，本实施例中的发电组件为由第一摩擦发电部件以及第二摩擦发电部件组成的摩擦发电组件，其中两个摩擦发电部件分别设置在相邻的活动块与固定块的相对侧面上，通过活动块与固定块之间所形成的空隙，保证两个摩擦发电部件之间具有活动空间，从而在风力作用在活动块上时，活动块向固定块运动的同时，活动块上的摩擦发电部件也被带动而向固定块上的摩擦发电部件运动，然后两个摩擦发电部件之间产生摩擦，进而发生摩擦起电以及静电感应耦合效应，将风能转化为电能。应当说明的是，两个摩擦发电部件之间的相对运动为接触-分离运动，其中，在风力触发活动块开始运动时，活动块上的摩擦发电部件开始向固定块上的摩擦发电部件接近，直至与固定块上的摩擦发电部件相接触，然后在风力减弱或消失时，活动块由于自身的回弹，将其上的摩擦发电部件回弹到初始位置，从而构成一个完整的发电周期，若外部风力有规律的作用在活动块上时，上述发电周期将会循环发生。下面，将对本实施例的风力发电装置的工作机理进行说明：首先，请参阅图3所示的发电组件的结构示意图，在本实施例一种可选的实施方式中，第一摩擦发电部件111包括在活动块13侧面朝向固定块14侧面的方向上，依次层叠设置的第一基底1111、第一导电层1112及第一摩擦层1113。并且，第一摩擦层1113可以为聚酰亚胺薄膜(Kapton薄膜)。应当说明的是，在本实施例的其它实施方式中，制备摩擦层的高分子聚合物材料还可以为：聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、苯胺甲醛树脂、聚甲醛、乙基纤维素、聚酰胺、三聚氰胺甲醛、聚乙二醇丁二酸酯、纤维素、纤维素乙酸酯、聚己二酸乙二醇酯、聚邻苯二甲酸二烯丙酯、再生纤维海绵、聚氨酯弹性体、苯乙烯丙烯共聚物、苯乙烯丁二烯共聚物、人造纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力发电装置，其特征在于，所述风力发电装置包括：多个发电组件，以及多组分别自中心定位块向外延伸且相邻设置的活动块、固定块，所述活动块与所述固定块远离所述中心定位块的一端为自由端；其中，所述发电组件包括相对设置的第一摩擦发电部件和第二摩擦发电部件，所述第一摩擦发电部件固定于所述活动块侧面，所述第二摩擦发电部件固定于所述固定块侧面，所述第一摩擦发电部件与所述第二摩擦发电部件之间具有活动空间；所述活动块在风力作用下运动，驱动所述第一摩擦发电部件相对所述第二摩擦发电部件进行接触与分离，以使所述发电组件向外输出交变的电信号。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电装置，其特征在于，所述风力发电装置包括：多个发电组件，以及多组分别自中心定位块向外延伸且相邻设置的活动块、固定块，所述活动块与所述固定块远离所述中心定位块的一端为自由端；其中，所述发电组件包括相对设置的第一摩擦发电部件和第二摩擦发电部件，所述第一摩擦发电部件固定于所述活动块侧面，所述第二摩擦发电部件固定于所述固定块侧面，所述第一摩擦发电部件与所述第二摩擦发电部件之间具有活动空间；所述活动块在风力作用下运动，驱动所述第一摩擦发电部件相对所述第二摩擦发电部件进行接触与分离，以使所述发电组件向外输出交变的电信号。2.如权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，所有所述活动块与所述固定块相对所述中心定位块依次环形排列。3.如权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，所述活动块自所述中心定位块向外延伸的长度超过所述固定块，所述活动块相对的两侧面在所述向外延伸方向上超过所述固定块的部分设置有弧面区域。4.如权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，所述第一摩擦发电部件包括在所述活动块侧面朝向所述固定块侧面的方向上，依次层叠设置的第一基底、第一导电层及第一摩擦层。5.如权利要求4所述的风力发电装置，其特征在于，所述第一摩擦层为聚酰亚胺薄膜。6.如权利要求4所述的风力发电装置，其特征在于，所述第二摩擦发电部件包括在所述固定块侧面朝向所述活动块侧面的方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄龙彪，赵乘汉，韩建成，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44