本发明专利技术提供一种基于摩擦纳米发电机的波浪能收集装置，当基于摩擦纳米发电机的波浪能收集装置受到海浪的冲击时，铜棒在挡板表面滑动，铜棒与档板表面上的第一PTFE膜发生滑动摩擦，此时转子发生转动，滚筒与转子发生滑动摩擦。通过摩擦生电来实现电子在第二PTFE膜(第一PTFE膜)与兔毛(铜棒)转移，通过电荷平衡原理，两个金属电极有电荷转移，最终形成电流，产生电压，实现波浪能与电能之间的转换，由于潮起潮落是不断地发生，基于摩擦纳米发电机的波浪能收集装置会一直把波浪能转换为电能。本发明专利技术装置用以收集低频的波浪能，实现在海面上随着波浪来回起伏，实现对波浪能的高效转换，提高发电效率；同时可充分利用波浪能，实现能源的收集利用。的收集利用。的收集利用。
【技术实现步骤摘要】
一种基于摩擦纳米发电机的波浪能收集装置
[0001]本专利技术涉及波浪能的收集以及波浪能发电系统
，具体而言，尤其涉及一种基于摩擦纳米发电机的波浪能收集装置。
技术介绍
[0002]随着化石能源的大量使用，化石能源的储量不断减少，能源危机和使用化石能源带来的环境污染问题亟待解决，从自然界获取可再生能源是解决能源危机和环境问题的最有前景的途径。
[0003]海洋的面积约为3.6亿平方千米，覆盖了地球表面约四分之三的面积，蕴含着巨大的能量，“蓝色能源”一种优质的清洁能源。目前收集“蓝色能源”的方式大多采用电磁感应的方式，难以直接收集低频的波浪能，波浪能作为“蓝色能源”的重要组成部分很难被利用起来。如果能将波浪能充分利用起来，则未来能源的前景会相当广阔和光明。
技术实现思路
[0004]针对目前利用波浪能发电的需求，本专利技术提供一种基于摩擦纳米发电机的波浪能收集装置，该装置基于摩擦纳米发电机进行构建，用以收集低频的波浪能，可实现在海面上随着波浪来回起伏，实现对波浪能的高效转换，提高发电效率；同时可充分利用波浪能，实现清洁能源的收集利用。
[0005]本专利技术采用的技术手段如下：
[0006]一种基于摩擦纳米发电机的波浪能收集装置，包括：第一发电单元、第二发电单元和储能单元；其中：
[0007]第一发电单元，包括挡板和铜棒，挡板上表面被均匀划分为六部分，其中，间隔排布的三部分粘贴第一铜箔，第一铜箔上面粘贴第一PTFE膜；铜棒设置在粘贴有第一铜箔和第一PTFE膜的挡板上，铜棒作为摩擦层材料，第一铜箔作为第一金属电极，第一PTFE膜作为介电薄膜和摩擦层材料；
[0008]第二发电单元，包括滚筒和设置在滚筒内的转子，滚筒内壁被均匀划分为六部分，其中，间隔排布的三部分粘贴第二铜箔，第二铜箔上面粘贴第二PTFE膜；转子包括均匀间隔分布的三个凸起部分和三个凹陷部分，其中，三个凸起部分的外表面粘贴有兔毛，兔毛作为摩擦层的摩擦层材料，第二铜箔作为第二金属电极，第二PTFE膜作为介电薄膜和摩擦层材料；挡板镶嵌在转子内壁，挡板通过法兰与盖板固定，滚筒采用玻璃胶进行密封；
[0009]储能单元，包括整流桥和储能电池，第一发电单元、第二发电单元和整流桥串联形成一个发电组，再与储能电池串联，储存电能。
[0010]进一步地，所述挡板上的铜棒和挡板上的第一PTFE膜接触过程中，由于摩擦起电效应，挡板上的第一PTFE膜能够获得电子，使得挡板上的第一PTFE膜带有负电荷，由于PTFE膜是非金属材料，当两个摩擦层分离后，能够束缚电子很长一段时间，当挡板上的铜棒再次与挡板上的下一部分第一PTFE膜接触时，由于电荷平衡能够使得电子在两个第一金属电极
之间转移，产生与电子转移方向相反的且等量的电流。
[0011]进一步地，所述滚筒上的第二PTFE膜和转子上的兔毛接触过程中，由于摩擦起电效应，滚筒上的第二PTFE膜能够获得电子，使得滚筒上的第二PTFE膜带有负电荷，由于PTFE膜是非金属材料，当两个摩擦层分离后，能够束缚电子很长一段时间，当转子上的兔毛再次与滚筒上的下一部分第二PTFE膜接触时，由于电荷平衡能够使得电子在两个第二金属电极之间转移，产生与电子转移方向相反的且等量的电流。
[0012]进一步地，所述挡板的长度为90mm、宽度为34mm；第一PTFE膜长度为90mm、宽度为5mm，铜棒7的长度为90mm、半径为6mm。
[0013]进一步地，挡板上表面间隔粘贴有三个第一PTFE膜，且挡板上表面与每个第一PTFE膜之间的间隔为5mm，挡板表面的三个第一PTFE膜与铜棒之间存在3个电极层。
[0014]进一步地，所述滚筒的长度为100mm、内半径为48mm；第二PTFE膜长度为90mm、宽度为50mm；转子的长度为90mm、凹陷处外半径为37mm、凸起处外半径为45mm。
[0015]进一步地，在滚筒内壁间隔粘贴有三个第二PTFE膜，且滚筒内壁与每个第二PTFE膜之间的间隔为50mm；转子的三个凸起处粘贴有兔毛，此时在滚筒内壁和转子外壁之间存在3个电极层。
[0016]较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0017]1、本专利技术提供的波浪能收集装置，基于摩擦纳米发电机进行构建，用以收集低频的波浪能，可实现在海面上随着波浪来回起伏，实现对波浪能的高效转换，提高发电效率；同时可充分利用波浪能，实现清洁能源的收集利用。
[0018]2、本专利技术提供的基于摩擦纳米发电机的波浪能收集装置，其电压较高电流较低，可以将多个基于摩擦纳米发电机的波浪能收集装置进行并联，能够大幅度的提高基于摩擦纳米发电机的波浪能收集装置的输出电流和输出功率。
[0019]基于上述理由本专利技术可在波浪能的收集以及波浪能发电系统等领域广泛推广。
附图说明
[0020]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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术波浪能收集装置中发电单元整体结构示意图。
[0022]图2为本专利技术波浪能收集装置中发电单元整体整体结构剖视图。
[0023]图3为本专利技术第一发电单元结构示意图。
[0024]图4为本专利技术第二发电单元结构示意图。
[0025]图5为本专利技术发电单元发电原理示意图。
[0026]图6为本专利技术储能部分的整流电路示意图。
[0027]图7为本专利技术发电单元整体结构尺寸图。
[0028]图8为本专利技术发电单元内部结构尺寸图。
[0029]图9为本专利技术铜棒结构尺寸图。
[0030]图10为本专利技术挡板结构尺寸图。
[0031]图中：1、滚筒；2、第一PTFE膜；3、转子；4、兔毛；5、挡板；6、螺纹；7、铜棒；8、储能电池；9、盖板；10、法兰；11、整流桥；12、基于摩擦纳米发电机的波浪能收集装置；13、外部用电器；14、电容器、15、第一金属电极；16、导线；17、第二PTFE膜；18、第二金属电极。
具体实施方式
[0032]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0033]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通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。
[0034]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于摩擦纳米发电机的波浪能收集装置，其特征在于，包括：第一发电单元、第二发电单元和储能单元；其中：第一发电单元，包括挡板和铜棒，挡板上表面被均匀划分为六部分，其中，间隔排布的三部分粘贴第一铜箔，第一铜箔上面粘贴第一PTFE膜；铜棒设置在粘贴有第一铜箔和第一PTFE膜的挡板上，铜棒作为摩擦层材料，第一铜箔作为第一金属电极，第一PTFE膜作为介电薄膜和摩擦层材料；第二发电单元，包括滚筒和设置在滚筒内的转子，滚筒内壁被均匀划分为六部分，其中，间隔排布的三部分粘贴第二铜箔，第二铜箔上面粘贴第二PTFE膜；转子包括均匀间隔分布的三个凸起部分和三个凹陷部分，其中，三个凸起部分的外表面粘贴有兔毛，兔毛作为摩擦层的摩擦层材料，第二铜箔作为第二金属电极，第二PTFE膜作为介电薄膜和摩擦层材料；挡板镶嵌在转子内壁，挡板通过法兰与盖板固定，滚筒采用玻璃胶进行密封；储能单元，包括整流桥和储能电池，第一发电单元、第二发电单元和整流桥串联形成一个发电组，再与储能电池串联，储存电能。2.根据权利要求1所述的基于摩擦纳米发电机的波浪能收集装置，其特征在于，所述挡板上的铜棒和挡板上的第一PTFE膜接触过程中，由于摩擦起电效应，挡板上的第一PTFE膜能够获得电子，使得挡板上的第一PTFE膜带有负电荷，由于PTFE膜是非金属材料，当两个摩擦层分离后，能够束缚电子很长一段时间，当挡板上的铜棒再次与挡板上的下一部分第一PTFE膜接触时，由于电荷平衡能够使得电子在两个第一金属电极之间转移，产生与电子转移方向相反的且等量的电流。3.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：张彬，李招招，陈力，张金男，江欣，夏远辰，曲衍旭，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：
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