[发明专利]一种基于介电弹性体薄膜的风力发电装置

说明书

本发明公开了一种基于介电弹性体薄膜的风力发电装置，包括前端转体、风机叶片、发电转体、介电弹性体薄膜、支撑弹簧、支撑板、圆柱形重物、机壳、支撑塔柱、底座、电缆线、高压启动装置和电能收集装置；其中风力发电机的叶片与前端转体相连接，介电弹性体膜发电装置安装在叶片内部，每个叶片上有两个或者多个介电弹性体发电膜，圆柱形重物受重力影响在介电弹性体膜上产生压强，当风力发电机开始做圆周运动时，圆柱形重物带动介电弹性体膜做周期性的拉伸、收缩运动，所以能交替的从介电膜中获取能量；本发明具有质量轻，能量密度高，结构简单，成本低，易于维护等优点，同时发电装置内部的发电单元空间利用率高，发电效率也得到了进一步提高。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及了一种基于介电弹性体膜的风力发电装置。

背景技术

风能做为一种可再生的清洁能源，在实际应用中不会形成大量的污染，其原动力源自于风，环保度高且“取之不尽，用之不竭”。以风能为原动力的风力发电机具备了独一无二的优势，在国内电力事业高速发展、能源紧缺的背景下，我国为了进一步改善电源结构、满足节能减排需求，将加大清洁能源的发电效率，所以把风力发电归于能源发展战略中。

介电弹性体是一种超弹性绝缘材料，薄膜上下表面涂覆上电极即可进行发电，其发电过程相当于可变电容。近年来，由于介电弹性体材料能量密度高、变形大、机电转换效率好、响应速度快、运动平滑、零噪声、等诸多优点，介电弹性体的能量收集作用于风力发电十分契合。因此，基于介电弹性体材料进行风力发电已成为各国利用风能研究的热点之一。

查阅相关资料了解到现有的公开发明专利大多关于的介电弹性体发电装置多数采用曲柄连杆机构或者是偏心轮机构，一般只能在某平面内单一方向对介电弹性体发电单元做拉伸或者压缩的直线往复运动，发电机内部发电单元空间利用率不高，发电效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于介电弹性体膜的风力发电装置，以解决上述现有技术存在的问题，具有简单高效、空间利用率高、发电效率高等优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供了一种基于介电弹性体薄膜的风力发电装置，包括前端转体、风机叶片、发电转体、介电弹性体薄膜、支撑弹簧、支撑板、圆柱形重物、机壳、支撑塔柱、底座、电缆线、高压启动装置和电能收集装置。

其中，所述风机叶片设置于所述机壳的首端，所述介电弹性体薄膜、支撑弹簧、支撑板、圆柱形重物设置于所述机壳内部，所述支撑塔柱支撑于所述机壳底部，所述发电转体设置于所述机壳与所述支撑塔柱之间，所述电缆线连接于所述介电弹性体薄膜与高压启动电路及电能收集装置之间。

所述风力发电机的叶片与前端转体相连接，介电弹性体膜发电装置安装在叶片内部，每个叶片上有两个或者多个介电弹性体发电膜，每张介电弹性体膜上外接电缆线，以便提供或者输出电能；圆柱形重物受重力影响在介电弹性体膜上产生压强，使得介电弹性体膜B处于拉伸状态，介电弹性体膜A处于收缩状态，当风吹过风力发电机开始做圆周运动时，圆柱形重物带动介电弹性体膜做周期性的拉伸、收缩运动，利用介电弹性体材料的形变，实现机械能与电能的相互转换。

优选地，所述风机叶片与所述前端转体相连接，所述风机有3张叶片，每张叶片中设置两张或者多张介电弹性体发电膜，所述介电弹性体膜与所述圆柱形重物相连接，所述圆柱形重物与所述支持弹簧固定连接于所述支撑板，所述支撑板固定于所述机壳内部，所述介电弹性体发电膜与所述电缆线、高压启动电路及所述电能收集装置相连接。

优选地，所述介电弹性体膜发电单元的形状为圆环形，所述介电弹性体发电膜与所述圆柱形重物相连接。

优选地，所述介电弹性体膜A与膜B互为逆过程，即当A膜处于收缩状态时，B膜即处于拉伸状态。

优选地，所述介电弹性体膜与所述圆柱体重物固定连接于所述支撑弹簧，圆周运动时可随弹簧的弹性势能把所述重物的重力施加于所述介电弹性体膜，使之做收缩、拉伸运动。