一种雨能和太阳能采集装置、实现方法及制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种雨能和太阳能采集装置、实现方法及制备方法，装置包括纳米摩擦发电模块、太阳能发电模块、能量采集模块以及翻转控制模块，翻转控制模块包括翻转叶片、雨滴传感器以及单片机，纳米摩擦发电模块安装在翻转叶片的内侧，太阳能发电模块安装在翻转叶片的外侧，翻转叶片分为上下两片，上下叶片采用合页的方式进行耦合，雨滴传感器的输出端连接单片机的输入端，单片机的输出端连接翻转叶片以及能量采集模块的输入端。本发明专利技术实施例能够对雨能和太阳能进行采集，对资源进行最大化利用；通过翻转控制模块控制对雨能和太阳能的交替采集，能够延长装置的使用寿命，可广泛应用于能量采集技术领域。能量采集技术领域。能量采集技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种雨能和太阳能采集装置、实现方法及制备方法


[0001]本专利技术涉及能量采集
，尤其是一种雨能和太阳能采集装置、实现方法及制备方法。

技术介绍

[0002]随着能源危机日益加重，寻找一种可以转化环境中清洁能源的方法迫在眉睫，根据国际能源署(International Energy Agency，简称IEA)统计，2017年全球共消耗117亿万吨油当量的燃料，其中化石燃料(煤、石油、天然气)占了总量的65％以上。按照目前的消耗速度，截至2040年全球的能源消耗量将达到125亿万吨油当量。因此，能源结构过度依赖不可再生的化石能源，不仅会产生能源枯竭的问题，而且化学燃料在使用过程排放大量温室气体造成气候变化。快速增长的能源需求和化石能源短缺使得开发新能源和可再生的清洁能源已成为全球范围内的重大战略性选择。
[0003]最近，摩擦纳米发电机(Triboelectric nanogenerator，简称TENG)在捕获环境中低频机械能方面展现出巨大潜力，这取决于其独特的工作机制。理论上，环境中机械能无处不在，摩擦纳米发电机对机械能的收集也无处不在，雨能摩擦发电以及太阳能发电均属于可再生清洁能源，是一种理想的能源。现有的基于摩擦纳米发电机的混合能量采集系统中，摩擦层均暴露于阳光下，导致摩擦介电层长时间暴露于阳光导致其具有易老化、使用寿命短、且安装使用不够灵活等局限性。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提供一种雨能和太阳能采集装置、实现方法及制备方法，以实现提高资源利用率以及延长装置的使用寿命。
[0005]一方面，本专利技术提供了一种雨能和太阳能采集装置，包括纳米摩擦发电模块、太阳能发电模块、能量采集模块以及翻转控制模块，所述翻转控制模块包括翻转叶片、雨滴传感器以及单片机，所述纳米摩擦发电模块安装在所述翻转叶片的内侧，所述太阳能发电模块安装在所述翻转叶片的外侧，所述翻转叶片分为上下两片，上下叶片采用合页的方式进行耦合，所述雨滴传感器的输出端连接所述单片机的输入端，所述单片机的输出端连接所述翻转叶片以及所述能量采集模块的输入端；
[0006]其中，所述纳米摩擦发电模块，用于通过雨水滑落摩擦产生电能；
[0007]所述太阳能发电模块，用于将太阳能转换为电能；
[0008]所述能量采集模块，用于采集所述纳米摩擦发电模块以及太阳能发电模块产生的电能；
[0009]所述翻转控制模块，用于根据所述单片机发送的指令，对所述翻转叶片进行翻转，控制对雨能以及太阳能的交替收集；
[0010]所述翻转叶片，用于安装所述纳米摩擦发电模块以及太阳能发电模块；
[0011]所述雨滴传感器，用于获取雨滴信号；
[0012]所述单片机，用于根据所述雨滴信号控制所述翻转叶片的展开与闭合。
[0013]可选地，所述纳米摩擦发电模块包括介电薄膜以及金属电极，所述金属电极镀在所述介电薄膜的底面；
[0014]其中，所述介电薄膜，用于通过雨滴滚动摩擦产生电能；
[0015]所述金属电极，用于将电能引导到所述能量采集模块。
[0016]可选地，所述太阳能发电模块包括太阳能板以及金属电极；
[0017]其中，所述太阳能板，用于将太阳能转化为电能；
[0018]所述金属电极，用于将电能引导到所述能量采集模块。
[0019]可选地，所述能量采集模块包括交直流整合器；
[0020]其中，所述交直流整合器，用于收集所述太阳能发电模块以及所述纳米摩擦发电模块产生的电能。
[0021]可选地，还包括立柱；
[0022]其中，所述立柱，用于收集滑落的雨水。
[0023]可选地，还包括蓄水池；
[0024]其中，所述蓄水池，用于存储收集的雨水。
[0025]另一方面，本专利技术实施例还公开了一种雨能和太阳能采集装置的实现方法，包括：
[0026]通过雨滴传感器实时获取雨滴信号；
[0027]根据所述雨滴信号，通过单片机控制翻转叶片进行翻转；
[0028]当所述雨滴信号为晴时，通过所述单片机控制所述翻转叶片翻转为闭合状态，通过太阳能发电模块将太阳能转化为电能；
[0029]当所述雨滴信号为雨时，通过所述单片机控制所述翻转叶片翻转为展开状态，通过纳米摩擦发电模块将雨滴摩擦产生的能量转化为电能；
[0030]通过能量采集模块采集所述纳米摩擦发电模块以及太阳能发电模块产生的电能。
[0031]另一方面，本专利技术实施例还公开了一种雨能和太阳能采集装置的制备方法，包括：
[0032]采用亚克力板制备翻转叶片；
[0033]采用介电薄膜作为柔性基底，制备纳米摩擦发电机；
[0034]将所述纳米摩擦发电机安装在所述翻转叶片的内侧；
[0035]将太阳能板安装在所述翻转叶片的外侧；
[0036]组装雨滴传感器、单片机以及所述翻转叶片，得到雨能和太阳能采集装置。
[0037]可选地，还包括：
[0038]采用3D打印技术制备中空结构的立柱。
[0039]可选地，还包括：
[0040]采用表面纹理化对所述介电薄膜表面进行纹理化处理。
[0041]另一方面，本专利技术实施例还公开了一种电子设备，包括处理器以及存储器；
[0042]所述存储器用于存储程序；
[0043]所述处理器执行所述程序实现如前面所述的方法。
[0044]另一方面，本专利技术实施例还公开了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行实现如前面所述的方法。
[0045]另一方面，本专利技术实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机
程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行前面的方法。
[0046]本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本专利技术通过纳米摩擦发电模块采集雨能，通过太阳能发电模块采集太阳能，能够对雨能和太阳能进行采集，对资源进行最大化利用；通过翻转控制模块控制对雨能和太阳能的交替采集，能够延长装置的使用寿命。
附图说明
[0047]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0048]图1为本专利技术实施例的一种雨能和太阳能装置在晴天时的闭合状态图；
[0049]图2为本专利技术实施例的一种雨能和太阳能装置在雨天时的展开状态图；
[0050]图3为本专利技术实施例的一种雨能和太阳能装置的实现方法流程图。
具体实施方式
[0051]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种雨能和太阳能采集装置，其特征在于，包括纳米摩擦发电模块、太阳能发电模块、能量采集模块以及翻转控制模块，所述翻转控制模块包括翻转叶片、雨滴传感器以及单片机，所述纳米摩擦发电模块安装在所述翻转叶片的内侧，所述太阳能发电模块安装在所述翻转叶片的外侧，所述翻转叶片分为上下叶片，所述上下叶片采用合页的方式进行耦合，所述雨滴传感器的输出端连接所述单片机的输入端，所述单片机的输出端连接所述翻转叶片以及所述能量采集模块的输入端；其中，所述纳米摩擦发电模块，用于通过雨水滑落摩擦产生电能；所述太阳能发电模块，用于将太阳能转换为电能；所述能量采集模块，用于采集所述纳米摩擦发电模块以及太阳能发电模块产生的电能；所述翻转控制模块，用于根据所述单片机发送的指令，对所述翻转叶片进行翻转，控制对雨能以及太阳能的交替收集；所述翻转叶片，用于安装所述纳米摩擦发电模块以及太阳能发电模块；所述雨滴传感器，用于获取雨滴信号；所述单片机，用于根据所述雨滴信号控制所述翻转叶片的展开与闭合。2.根据权利要求1所述的一种雨能和太阳能采集装置，其特征在于，所述纳米摩擦发电模块包括介电薄膜以及金属电极，所述金属电极镀在所述介电薄膜的底面；其中，所述介电薄膜，用于通过雨滴滚动摩擦产生电能；所述金属电极，用于将电能引导到所述能量采集模块。3.根据权利要求1所述的一种雨能和太阳能采集装置，其特征在于，所述太阳能发电模块包括太阳能板以及金属电极；其中，所述太阳能板，用于将太阳能转化为电能；所述金属电极，用于将电能引导到所述能量采集模块。4.根据权利要求1所述的一种雨能和太阳能采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨希娅，刘丁瑜，高佳安，冉青，孔庆楠，赵磊磊，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：