[发明专利]压电发电模块

说明书

技术领域

本发明关于一种压电发电模块，特别是一种平板式的压电发电模块，可应用于多层面的领域。

背景技术

随石油价格高涨，再生或洁净能源成为新的能源发展方向，其中以太阳能、风能与生质能源的技术开发为主，又以太阳能的产业发展最迅速。唯现有的再生能源开发均遭受原料与制造成本高的问题，导致在无政府补助奖励下无法生存，如何降低再生能源的发电成本一直是相关产业技术开发的重点。机械能是一种值得考量的能源，它始终存在于地球环境中，例如风力，浪潮变化都是机械能潜在发展的来源之一。此外，凡移动的物体也会有机械能产生，因此机械能为地球上到处存在的能源。只是，机械能表现的形态随时间有相当大的变化，不易获得稳定的机械能来源。

有关机械能的利用，目前有悬臂式结构的压电片，其悬臂均以固定于一不会移动的墙面上，将机械能透过墙面送至压电片。请参考专利：JP11146663、JP2003061367，即揭露在悬臂上贴合压电片形成压电发电器，以悬臂式结构来产生机械震动，带动压电片压缩或拉伸来产生电压。WO0120760专利也同样揭示将压电片贴于微加工制作的悬臂上。另外，如专利JP9205781、US5751091、JP2004222414等使用类似悬臂结构之外，也使用多层结构的压电片以增加产生的电能。

专利WO2004030949、EP1762403、MXPA05003441、WO2006009775、US2005280334、US2004108724、US6909224、US6655035、US6194815等揭示对非直线运动的机械力，亦可设计机械结构来转换作用力方向，使其连续作用压电片产生电压，如，使用旋转造成的扭力的致动器，将旋转动能转换成使压电片产生连续弯曲变形的作用力，以产生电压的输出。

专利WO9625769、US5578889、US5548177、JP2001180575等则揭露对水流类的流体动能，透过浮标的上下浮动作为机械能传送结构，如，因浮标结构的随波摆动导压电片变形产生电压输出。

专利US6424079，揭示使用线状结构，受流体带动产生扭动也可传送机械能到压电片上，如使其产生电压输出。

专利JP2003152238与US2005225207，使用带状的贴合压电片结构，经过对滚的圆筒产生的压力，受连续压力作用产生电压输出，其中使用多片压电片贴合于具弹性的胶带上，滚轴旋转时可以产生连续的电压输出。

专利JP2002218769、US20030146676、AU6020101等则揭露使用软基材，利用外力作用使基材变形，导致附着的压电片变形产生电压输出。

专利JP2003315363、JP2001339963、JP7245970等揭露多数个压电片并贴或堆迭为增加电能输出的方式，如透过金属片与接线对压电片形成串并联电路连接，以提供大的电压或电流输出。

发明内容

本发明提供一种压电发电模块，包括：一上盖；一下盖；一机电转换单元，该机电转换单元系为一金属片或一导电片，金属片或导电片贴有复数个压电片，机电转换单元并电性连接一输出端；一气垫，设置于该些压电片下方，以提供该些压电片形变空间；及复数个突起物，固定于上盖的内表面，并设置于该些压电片上方，每一突起物受力端接触面积大于施力于压电片上的接触面积，以当压电发电模块受到一外力时，达到压力放大的效果。

其中，气垫材质选自橡胶、硅胶或塑胶、泡棉、保丽龙球或发泡塑胶粒其中的一种。本发明的压电发电模块可以包括多个气垫，该些气垫为球型气垫。并且，压电发电模块的下盖具有一凹槽以容置该些球型气垫及机电转换单元。此外，突起物的外型可以是为一锥形体、一柱状体或为一半圆球体，其中突起物最佳为刚性系数大约0.7以上的刚性材料。

本发明的压电发电模块也可以是平板式的，且上盖及下盖的材质为弹性材质，选用可以任意挠曲的橡胶或塑胶材质，使压电发电模块可受任意挠曲、杆压、辗压或是敲击来输出电流。

本发明平板式压电发电模块，更包括多个机电转换单元，选择以串联、并联及其任意组合其中的一种方式相互连接。

平板式压电发电模块，更包括一整流器，整流器电性连接于输出端，使压电片所产生的电能输出至整流器。本发明平板式压电发电模块更包括一充电装置，整流器电性连接于充电装置，使整流后的直流电储存至充电装置。

输出端也可以电性连接于一负载电路，使机电转换单元受外力所产生的电能输出至整流器后，即可提供电流给负载电路。

关于本发明的优点与精神可以藉由以下的本发明实施例及附图得到进一步的了解。