[发明专利]一种发电机

说明书

本发明涉及发电机技术领域，公开了一种发电机。发电机包括具有容置空间的发电机本体以及位于所述发电机本体的容置空间内的至少一个发电机单元，每个发电机单元包括：相对设置的第一质量板和第二质量板，所述第一质量板与所述第二质量板之间通过弹性部件连接；设置于第一质量板远离弹性部件一侧表面的第一电极层；设置于发电机本体的第一侧壁表面的第二电极层，所述第一侧壁靠近第一电极层且与第一电极层位置相对；设置于第一电极层，和/或第二电极层表面的第一摩擦层；其中，所述第一电极层和所述第二电极层用于当所述第一质量板撞击所述第一侧壁时，导出摩擦产生的感应电流。

技术领域

本发明涉及发电机技术领域，尤其涉及一种发电机。

背景技术

随着燃料短缺和能源危机的日益增加，从人们生活的自然环境中寻找新的能量来源吸引了业内的广泛关注。水波能、风能以及太阳能等作为清洁的可再生能源，具有极大的应用前景，其中，海洋中的水波能相比其它清洁能源表现出了更多的优势，如不依赖于季节、昼夜、天气以及温度等条件的限制。目前，将水波能转换为电能主要依靠传统的电磁感应发电机，传统的电磁感应发电机具有体积庞大、成本较高、易被腐蚀以及在海洋波频率下工作效率低等缺点，基于此，摩擦纳米发电机(Triboelectric Nanogenerators，简称TENG)应运而生。

摩擦纳米发电机是一种新型的收集机械能的能源装置，它具有高输出功率、高效率、低制造成本和无污染的特点。其工作原理为：利用摩擦电效应和静电感应的原理，在外界机械振动的作用下，使材料发生摩擦并在材料表面产生电荷，将产生的电荷中的正负电荷分离，以产生较高的电势，利用产生的电势驱动材料中的电子发生定向移动，以在外电路中产生电流，从而将从环境中收集的微弱机械能转化为电能并加以利用。

然而，现有的摩擦纳米发电机的工作频率与外界的机械振动频率相同，因而当外界的机械振动频率较低(如海洋波浪运动)时，摩擦纳米发电机在一定时间内收集的机械能和转换的电能都十分有限，这就导致摩擦纳米发电机在收集低频振动能源时的能量转化效率较低，电能的输出功率也较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种发电机，以提高其在收集低频振动能源时的能量转化效率，进而提高电能的输出功率。

本发明实施例提供一种发电机，包括具有容置空间的发电机本体以及位于所述发电机本体的容置空间内的至少一个发电机单元，每个发电机单元包括：

相对设置的第一质量板和第二质量板，所述第一质量板与所述第二质量板之间通过弹性部件连接；

设置于第一质量板远离弹性部件一侧表面的第一电极层；

设置于发电机本体的第一侧壁表面的第二电极层，所述第一侧壁靠近第一电极层且与第一电极层位置相对；

设置于第一电极层，和/或第二电极层表面的第一摩擦层；

其中，所述第一电极层和所述第二电极层用于当所述第一质量板撞击所述第一侧壁时，导出摩擦产生的感应电流。

优选的，所述发电机单元还包括：

设置于第二质量板远离弹性部件一侧表面的第三电极层；

设置于发电机本体的第二侧壁表面的第四电极层，所述第二侧壁靠近第三电极层且与第三电极层位置相对；

设置于第三电极层，和/或第四电极层表面的第二摩擦层；

其中，所述第三电极层和所述第四电极层用于当所述第二质量板撞击所述第二侧壁时，导出摩擦产生的感应电流。

优选的，所述第一电极层、第一摩擦层和第二电极层形成第一摩擦纳米发电部件；所述第三电极层、第二摩擦层和第四电极层形成第二摩擦纳米发电部件；两个摩擦纳米发部件的输出端分别通过整流器后并联。

具体的，所述弹性部件包括弹簧或者橡胶。