[实用新型]风能发电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电，特别涉及一种风能发电系统。

背景技术

随着科技的进步以及工业的迅猛发展，人类对能源的需求越来越多，在可利用的能源日趋减少的情形下，人类不得不寻找新能源。风能作为自然界存在的巨大能量和清洁的可再生能源，由于其不需使用燃料，也不会产生辐射或空气污染的优点，得到了人们的高度关注和广泛应用。风力发电的原理是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。其中包括将风的动能转化为机械能，再把机械能转化为电能两个过程。将机械能转化为电能的方式大致有三种：静电、压电和电磁。传统的风能发电系统通常采用电磁感应的方式，这种风能发电系统体积庞大，成本高昂，同时在运输和安装的过程中，给用户带来了极大的不便；而压电式风能发电系统由于常规压电材料复杂的化学成分及晶体结构，难以实现大功率与小尺寸的结合。由此可见，传统的风力发电方式，无论其采用电磁感应的方式还是采用压电方式都具有无法弥补的缺陷。

相比之下，通过第一种方式，即静电的方式，从环境中回收机械能，完成对风能的收集则会更加有利。该方式可由摩擦发电机来实现。摩擦发电机中包含由薄膜材料构成的摩擦界面，当摩擦界面受到外力挤压时则会相互接触并摩擦，由此产生电能，从而实现了将机械能转变成电能的过程。从发电技术指标上看，最初，这种摩擦发电机产生的电压只能达到5V，通过研究和设计改进，现在，该发电机产生的电压可高达1000V，输出功率可达128mW/cm³。由此可见，在风力发电中采用摩擦发电机通过静电方式将机械能转化为动能是一种可行的方案。

但是，现有技术中，通过第一种方式从环境中回收机械能来实现对风能的收集时，往往是直接将摩擦发电机暴露在空气中，并通过气流对摩擦发电机的吹动来促使摩擦发电机发电，这种方式不能利用风能高效地挤压摩擦发电机，导致发电效率低下。

实用新型内容

本实用新型提供了一种风能发电系统，用以解决现有技术中采用静电方式实现的风能发电系统不能利用风能高效地挤压摩擦发电机，导致发电效率低下的问题。

本实用新型提供了一种风能发电系统，包括：发电装置以及与所述发电装置相连的储能装置，所述发电装置进一步包括：机体，转动轴，至少一个风力驱动部件、传动部件、摩擦发电机和弹压组件，其中，所述机体为半封闭的柱形体，包括底壁和侧壁；所述机体的侧壁上固定有至少一个摩擦发电机以及与所述至少一个摩擦发电机对应的至少一个弹压组件；其中，每个摩擦发电机通过第一侧表面与所述机体的侧壁固定，所述摩擦发电机的第二侧表面与所述弹压组件相对，且所述摩擦发电机位于所述弹压组件的弹压范围内；所述机体的底壁与所述转动轴的底端活动连接，所述转动轴平行于所述机体的侧壁，且所述转动轴的顶端从所述机体的内部伸出；其中，所述风力驱动部件固设在所述转动轴的顶端；所述传动部件的第一端为固设在所述转动轴中部的固定端，所述传动部件的第二端为能够在所述转动轴转动时对所述弹压组件产生作用力的自由端；其中，所述储能装置与所述至少一个摩擦发电机的输出端相连。

本实用新型提供的风能发电系统，将摩擦发电机和相应的弹压组件设置在机体侧壁上，并利用由转动轴以及转动轴上的风力驱动部件和传动部件构成的机械结构来挤压弹压组件，从而达到挤压摩擦发电机的目的。由此可见，本实用新型提供的风能发电系统通过风力驱动部件来收集风能，并在风力驱动部件旋转时，通过转动轴带动传动部件挤压弹压组件，进而挤压摩擦发电机。由于风力驱动部件在风的带动下将持续旋转（即使在风刚刚停止的时候也会因惯性而旋转一段时间），当风力驱动部件旋转时会持续不断地挤压摩擦发电机，因此，该风能发电系统能够高效地挤压摩擦发电机，显著提高了发电效率。

附图说明

图1a示出了当本实用新型实施例提供的风能发电系统中的发电装置的弹压组件通过第一种结构实现时，该发电装置的剖面图；

图1b示出了当本实用新型实施例提供的风能发电系统中的发电装置的弹压组件通过第一种结构实现时，该发电装置的俯视图；

图1c示出了当本实用新型实施例提供的风能发电系统中的发电装置的弹压组件通过第一种结构实现时，该发电装置的三维模拟效果图；

图1d示出了当本实用新型实施例提供的风能发电系统中的发电装置的弹压组件通过第二种结构实现时，该发电装置的剖面图；

图2a示出了本实用新型实施例提供的发电装置中的弹压组件的前两种结构的示意图；