【技术实现步骤摘要】
本技术涉及风能发电设备领域,具体是一种收集风能的摩擦纳米发电机。
技术介绍
1、能源消耗和环境恶化越来越引起社会的关注,可再生和可持续能源被认为是解决这些问题的一种有前途的解决方案。风能是可持续、容易获得的清洁可再生能源之一,数量巨大,有望实现大规模开发和应用。
2、摩擦纳米发电机作为一种能量采集器件,其基本工作原理是摩擦起电效应和静电感应效应的耦合作用,可以有效地将环境机械能转化为电能。由于摩擦纳米发电机具有原理简单、制作方便及能量转化效率较高等优点,而深受全世界范围内诸多科研爱好者的关注,目前已成功实现对风能、人体运动机械能、水流及声波等形式能量的收集,并成功应用于环境监测、人体健康监控、锂电池充电及有机污染物降解等领域。然而,现有的用于收集风能的摩擦纳米发电机风能收集效率较低,输出功率小。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本技术拟解决的技术问题是,提供一种收集风能的摩擦纳米发电机。
2、本技术解决所述技术问题的技术方案是,提供一种收集风能的摩擦纳米发电机,其特征在于,该发电机包括外壳、锥形齿轮一、扇叶、连轴、双转轴结构和发电结构;
3、连轴转动安装于外壳上,一端固定有扇叶,另一端伸入外壳的内部且固定有锥形齿轮一;
4、所述双转轴结构包括摩擦转子一、摩擦转子二、转轴一、转轴二、锥形齿轮二和锥形齿轮三;转轴一为空心结构,转动安装于外壳的内部;转轴一的一端固定有摩擦转子二,另一端固定有锥形齿轮三;转轴二穿过转轴一并与转轴一转动连
5、所述发电结构包括摩擦层基板、摩擦层、金属电极一和金属电极二;摩擦转子二的一个表面上设置有若干个固定槽;每个固定槽中固定有一个摩擦层基板;摩擦层基板上设置有摩擦层;摩擦转子一的一个表面上设置有若干个金属电极一和若干个金属电极二;金属电极一和金属电极二沿摩擦转子一的周向交替间隔设置;摩擦层与金属电极一和金属电极二接触,摩擦发电。
6、与现有技术相比,本技术的有益效果在于:
7、(1)本技术利用双转轴结构将扇叶收集的风能转化为两个摩擦转子的异向旋转机械能,再通过发电结构将旋转机械能转化为电能,实现了风能的高效收集。
8、(2)本技术的两个摩擦转子沿反方向相对旋转,实现摩擦发电,且相对摩擦速度增大,提高了风能收集效率和输出功率。
9、(3)本技术在摩擦发电基础上,增加两个转盘,利用一对磁铁,分别对悬臂梁端部的磁铁产生吸力和斥力,增加了悬臂梁的振动幅度,实现了压电发电,提高了输出功率。
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1.一种收集风能的摩擦纳米发电机,其特征在于,该发电机包括外壳、锥形齿轮一、扇叶、连轴、双转轴结构和发电结构;
2.根据权利要求1所述的收集风能的摩擦纳米发电机,其特征在于,固定槽均匀间隔设置于摩擦转子二上。
3.根据权利要求1所述的收集风能的摩擦纳米发电机,其特征在于,摩擦层基板的数量、金属电极一的数量与金属电极二的数量均相同。
4.根据权利要求1所述的收集风能的摩擦纳米发电机,其特征在于,所述摩擦层采用容易得电子的摩擦材质;所述金属电极一和金属电极二为容易失电子的导电金属。
5.根据权利要求1所述的收集风能的摩擦纳米发电机,其特征在于,摩擦层基板为弹性材料。
6.根据权利要求1所述的收集风能的摩擦纳米发电机,其特征在于,所述发电结构还包括磁铁一、磁铁二、磁铁三、悬臂梁、压电片、转盘一和转盘二;
7.根据权利要求6所述的收集风能的摩擦纳米发电机,其特征在于,悬臂梁为弹性材料。
8.根据权利要求6所述的收集风能的摩擦纳米发电机,其特征在于,压电片为锆钛酸铅、铌酸钾钠、钛酸铋钠或钛酸钡。
10.根据权利要求6所述的收集风能的摩擦纳米发电机,其特征在于,若干个磁铁二均布设置。
...【技术特征摘要】
1.一种收集风能的摩擦纳米发电机,其特征在于,该发电机包括外壳、锥形齿轮一、扇叶、连轴、双转轴结构和发电结构;
2.根据权利要求1所述的收集风能的摩擦纳米发电机,其特征在于,固定槽均匀间隔设置于摩擦转子二上。
3.根据权利要求1所述的收集风能的摩擦纳米发电机,其特征在于,摩擦层基板的数量、金属电极一的数量与金属电极二的数量均相同。
4.根据权利要求1所述的收集风能的摩擦纳米发电机,其特征在于,所述摩擦层采用容易得电子的摩擦材质;所述金属电极一和金属电极二为容易失电子的导电金属。
5.根据权利要求1所述的收集风能的摩擦纳米发电机,其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员:高玲肖,韩宏威,雷晨扬,程祯,
申请(专利权)人:河北工业大学,
类型:新型
国别省市:
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