本实用新型专利技术公开一种风能雨滴能复合式能量收集装置，包括底座、立设于所述底座上的连接轴、可旋转地套设于所述连接轴上并用于在风力驱动下旋转以发电的风力发电机构，以及套设于所述连接轴上、用于在雨滴冲击力驱动下振动以发电的雨滴能发电机构。本实用新型专利技术所提供的风能雨滴能复合式能量收集装置，通过底座与连接轴集成安装风力发电机构和雨滴能发电机构，在自然环境下使用时，能够同时收集利用风能与雨滴能进行发电，相比于现有技术中单一的俘能发电机制，本实用新型专利技术能够实现风能与雨滴能的复合俘能机制，提高了对自然环境能量的俘获利用率，同时采用电磁、压电和摩擦电复合发电机制，也提高了发电效率。
【技术实现步骤摘要】
一种风能雨滴能复合式能量收集装置
本技术涉及发电
，特别涉及一种风能雨滴能复合式能量收集装置。
技术介绍
目前，基于环境能量获取与转换的微能源技术主要包括将太阳能、热能、风能、振动能等能源转换成电能。其中，太阳能发电技术相对比较成熟，但还存在成本高、转换效率低、受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及难以在阴、云、雨天气中使用等问题。特别是在一些热带雨林地区和多雨城市，太阳能发电受到了不小的制约。除了太阳能以外，风能和雨滴能在自然界中储量丰富，清洁可再生，并且能够适应多种天气环境，不受昼夜限制，是环境中十分有潜力的能源形式。并且我国幅员辽阔，海岸线长，风能和雨滴能资源都比较丰富，据国家气象局估算，全国风能密度为100W/m2，风能资源总储量约1.6×105MW，特别是东南沿海及附近岛屿，每年风速在3m/s以上的时间近4000h左右，而东南沿海和长江中下游以及台湾等地区年降水量为1500～2000毫米，具有很大的开发利用价值。小型的风能收集装置根据机械结构和工作原理可分为转动式和风致振动式两类：转动式风能收集器利用气流带动扇叶或涡轮旋转，然后结合电磁发电或压电换能器将风能转换为电能；风致振动式风能收集器是利用涡激振动、颤振等风致振动机理将风能转换成机械振动能，然后通过电磁式、压电式、静电式等振动能量收集技术实现风能到电能的转换。由于转动式风能收集器的输出功率高，风能利用率高而被广泛应用，但是转动式风能收集器的能量收集方式比较单一，一般只采用电磁转换方式发电，通用性低，环境兼容性较差。在户外环境中不仅有风能，还有太阳能、雨滴能多种清洁可再生能源，目前对同时收集多种能源的能量收集器的研究还比较少，特别是对雨滴能进行收集利用的技术还处于比较初始的研究阶段。现有的雨滴能量收集器利用雨滴和薄膜之间的摩擦进行发电，但是摩擦发电的稳定性还和降雨是否持续有关，如果雨是间断的就难以续航。所以仅采用一种能量转换形式收集雨滴能的发电效率低，稳定性差。自然环境中存在多种能量，如太阳能、风能、海洋能、振动能、雨滴能等，而现存在的小型能量收集装置普遍只能收集某一种形式的能量来进行发电，比如现有技术中的风能发电器和雨滴能发电器，只能单独利用风能和雨滴能，然而，在部分天气状况中，风能往往伴随着雨滴能，如此将导致其中一种能量无法得到有效利用，俘能效率较低，发电效率也较低。因此，如何同时实现对风能与雨滴能的俘获利用，提高俘能效率和发电效率，是本领域技术人员所面临的技术问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种风能雨滴能复合式能量收集装置，能够同时实现对风能与雨滴能的俘获利用，同时采用电磁、压电和摩擦电复合发电机制，提高俘能效率和发电效率。为解决上述技术问题，本技术提供一种风能雨滴能复合式能量收集装置，包括底座、立设于所述底座上的连接轴、可旋转地套设于所述连接轴上并用于在风力驱动下旋转以发电的风力发电机构，以及套设于所述连接轴上、用于在雨滴冲击力驱动下振动以发电的雨滴能发电机构。优选地，所述风力发电机构包括可旋转地套设于所述连接轴顶部、用于在风力驱动下旋转以通过电磁感应效应发电的电磁发电机构，以及可旋转地设置于所述连接轴中部、用于在风力驱动下旋转以通过摩擦起电效应发电的摩擦发电机构；所述雨滴能发电机构具体为套设于所述连接轴底部、用于在雨滴冲击力驱动下振动以通过压电效应发电的压电发电机构。优选地，所述电磁发电机构包括可旋转地套设于所述连接轴顶部并用于在风力驱动下旋转的旋转盘、设置于所述旋转盘的表面上并与其同步旋转的若干个电磁线圈，以及套设于所述连接轴上并位于所述旋转盘下方、用于在各所述电磁线圈所处空间中形成定向磁场的若干个磁铁。优选地，所述旋转盘的外壁表面上沿周向设置有若干个用于扩大气流接收面积的风力叶片，且各所述风力叶片的曲面朝向相同。优选地，所述连接轴上位于所述旋转盘下方位置处还套设有托盘，各所述磁铁均安装于所述托盘内，且各所述磁铁在所述托盘中的分布形式与各所述电磁线圈在所述旋转盘中的分布形式相同。优选地，所述旋转盘的底面上设置有连接筒，且所述托盘安装于所述连接筒内。优选地，所述摩擦发电机构包括可旋转地套设于所述连接轴的中部并扣合在所述连接筒的底部开口上且与其同步旋转的摩擦盘、套设于所述连接轴的中部并位于所述摩擦盘上方的固定套筒、连接于所述固定套筒的周向表面上的若干片摩擦片、设置于所述摩擦盘的周向侧壁上并用于在旋转时拨动各片所述摩擦片以使其摩擦起电的拨动板。优选地，所述固定套筒与所述连接轴之间通过轴向设置的平键相连，且所述固定套筒的底部设置有用于紧固在所述连接轴上的轴卡；所述固定套筒的内壁上开设有若干个凹槽，且各所述凹槽内均安装有用于夹紧各所述摩擦片的端部的夹具。优选地，所述压电发电机构包括套设于所述连接轴底部的压电集电板、连接于所述压电集电板的周向上的若干片压电发电板、设置于各片所述压电发电板的末端上并用于接受雨滴冲击的受力板。优选地，各块所述受力板均呈弧形，且相邻两块所述受力板的端面之间留有预设间隙；所述旋转盘的表面上开设有用于容纳雨水的储水槽，且所述储水槽的侧壁上开设有若干个溢流孔，各所述受力板均正对各所述溢流孔。本技术所提供的风能雨滴能复合式能量收集装置，主要包括底座、连接轴、风力发电机构和雨滴能发电机构。其中，底座为本装置的主体机构，位于整个装置的底部位置，主要用于安装和承载其余零部件。连接轴插设在底座的表面上，风力发电机构和雨滴能发电机构均安装在连接轴上。风力发电机构可在连接轴上进行自由旋转，当风力达到一定程度时，可以在风力的驱动下使风力发电机构围绕连接轴进行旋转，进而产生机械能，并在旋转过程中利用特定机电换能机制将旋转机械能转化为电能。雨滴能发电机构套设在连接轴上，主要用于在环境中出现雨滴(或水滴)时接受雨滴下落时产生的冲击力，进而在冲击力的驱动下产生振动，并在振动过程中利用特定机电换能机制将振动机械能转化为电能。如此，本技术所提供的风能雨滴能复合式能量收集装置，通过底座与连接轴集成安装风力发电机构和雨滴能发电机构，在自然环境下使用时，能够同时收集利用风能与雨滴能进行发电，相比于现有技术中单一的俘能发电机制，本技术能够实现风能与雨滴能的复合俘能机制，提高了对自然环境能量的俘获利用率，同时也提高了发电效率。附图说明为了更清楚地说明本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技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本技术所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。图2为图1的分解结构示意图。图3为图1中所示的电磁发电机构的具体结构示意图。图4为图1中所示的摩擦发电机构的具体结构示意图。图5为图4中所示的固定套筒的具体结构示意图。图6为图1中所示本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种风能雨滴能复合式能量收集装置，其特征在于，包括底座(1)、立设于所述底座(1)上的连接轴(2)、可旋转地套设于所述连接轴(2)上并用于在风力驱动下旋转以发电的风力发电机构(3)，以及套设于所述连接轴(2)上、用于在雨滴冲击力驱动下振动以发电的雨滴能发电机构(4)。/n
【技术特征摘要】
1.一种风能雨滴能复合式能量收集装置，其特征在于，包括底座(1)、立设于所述底座(1)上的连接轴(2)、可旋转地套设于所述连接轴(2)上并用于在风力驱动下旋转以发电的风力发电机构(3)，以及套设于所述连接轴(2)上、用于在雨滴冲击力驱动下振动以发电的雨滴能发电机构(4)。
2.根据权利要求1所述的风能雨滴能复合式能量收集装置，其特征在于，所述风力发电机构(3)包括可旋转地套设于所述连接轴(2)顶部、用于在风力驱动下旋转以通过电磁感应效应发电的电磁发电机构(31)，以及可旋转地设置于所述连接轴(2)中部、用于在风力驱动下旋转以通过摩擦起电效应发电的摩擦发电机构(32)；所述雨滴能发电机构(4)具体为套设于所述连接轴(2)底部、用于在雨滴冲击力驱动下振动以通过压电效应发电的压电发电机构。
3.根据权利要求2所述的风能雨滴能复合式能量收集装置，其特征在于，所述电磁发电机构(31)包括可旋转地套设于所述连接轴(2)顶部并用于在风力驱动下旋转的旋转盘(311)、设置于所述旋转盘(311)的表面上并与其同步旋转的若干个电磁线圈(312)，以及套设于所述连接轴(2)上并位于所述旋转盘(311)下方、用于在各所述电磁线圈(312)所处空间中形成定向磁场的若干个磁铁(313)。
4.根据权利要求3所述的风能雨滴能复合式能量收集装置，其特征在于，所述旋转盘(311)的外壁表面上沿周向设置有若干个用于扩大气流接收面积的风力叶片(314)，且各所述风力叶片(314)的曲面朝向相同。
5.根据权利要求4所述的风能雨滴能复合式能量收集装置，其特征在于，所述连接轴(2)上位于所述旋转盘(311)下方位置处还套设有托盘(315)，各所述磁铁(313)均安装于所述托盘(315)内，且各所述磁铁(313)在所述托盘(315)中的分布形式与各所述电磁线圈(312)在所述旋转盘(311)中的分布形式相同。
【专利技术属性】
技术研发人员：刘会聪，黄曼娟，侯诚，杨湛，孙立宁，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。