[发明专利]基于涡激振动的压电与摩擦纳米发电相结合的能量收集器

说明书

本发明公开一种基于涡激振动的压电与摩擦纳米发电相结合的能量收集器，涉及清洁能源领域，包括支撑架、压电片、圆柱体和固液式摩擦纳米发电组件，支撑架包括由上至下依次连接的固定板、悬臂板和连接板，压电片固定于悬臂板的一侧，固液式摩擦纳米发电组件包括外壳、绝缘摩擦内壳和密封部件，外壳包括两个对称设置的感应电极，两个感应电极的对接面之间设置有绝缘层，两个感应电极的对接面与悬臂板设置有压电片的平面之间的夹角为非90°，绝缘摩擦内壳夹持于两个感应电极之间，绝缘摩擦内壳中设置有水。该能量收集器实现了低流速的水流的能量收集，充分利用了摩擦纳米发电在低频收集能量的优势，提高了能量收集的利用效率。

技术领域

本发明涉及清洁能源领域，特别是涉及一种基于涡激振动的压电与摩擦纳米发电相结合的能量收集器。

背景技术

不可再生能源的逐渐枯竭以及环境污染问题促进了可再生能源技术的发展。海洋能源可以产生大量的清洁和可再生能源。由于最近可再生能源转换技术的发展，已经建造了许多不同的能源转换器来获取可再生能源。其中海洋、河流和渠道储存了丰富的可再生低速流动能量，但没有大规模开发。尽管海洋含有大量未开发的资源和能源，但由于目前的技术缺陷，如转换效率低和制造复杂，使得海洋、河流和渠道中的能量未得到充分利用。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种基于涡激振动的压电与摩擦纳米发电相结合的能量收集器，实现了低流速的水流的能量收集，充分利用了摩擦纳米发电在低频收集能量的优势，提高了能量收集的利用效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种基于涡激振动的压电与摩擦纳米发电相结合的能量收集器，包括支撑架、压电片、圆柱体和固液式摩擦纳米发电组件，所述支撑架包括由上至下依次连接的固定板、悬臂板和连接板，所述压电片固定于所述悬臂板的一侧，所述圆柱体安装于所述连接板的下部，所述圆柱体中设置有安装腔，所述固液式摩擦纳米发电组件包括外壳、绝缘摩擦内壳和密封部件，所述外壳固定于所述安装腔中，所述外壳包括两个对称设置的感应电极，两个所述感应电极的对接面之间设置有绝缘层，两个所述感应电极的对接面与所述悬臂板设置有所述压电片的平面之间的夹角为非90°，各所述感应电极的导线能够穿过所述圆柱体伸至外部，所述绝缘摩擦内壳夹持于两个所述感应电极之间，所述绝缘摩擦内壳上设置有第一通孔，所述绝缘摩擦内壳中设置有水，所述密封部件用于密封所述第一通孔。

优选地，所述圆柱体包括第一连接组件和两个对称设置的半圆柱，两个所述半圆柱的上端均安装于所述连接板上，所述第一连接组件用于连接两个所述半圆柱，各所述半圆柱的内侧设置有一个半腔体，两个所述半腔体对接形成所述安装腔。

优选地，所述第一连接组件包括多个第一连接螺栓，一个所述半圆柱上设置有多个第一连接通孔，另一个所述半圆柱的内侧面上设置有多个与所述第一连接通孔一一对应的第一螺纹孔，各所述第一连接螺栓穿过一个所述第一连接通孔安装于一个所述第一螺纹孔中。

优选地，还包括多个第二连接螺栓，所述连接板上设置有多个第二连接通孔，各所述半圆柱的顶面均设置有多个第二螺纹孔，各所述第二连接螺栓穿过一个所述第二连接通孔安装于一个所述第二螺纹孔中。

优选地，所述半腔体为半球形腔，所述感应电极为半球壳状，所述绝缘摩擦内壳为球壳状；所述安装腔的内径与所述外壳的外径相同，所述外壳的内径与所述绝缘摩擦内壳的外径相同。

优选地，所述连接板的下表面设置有十字形通道，所述半腔体的上部设置有竖直槽，所述竖直槽的底端与所述半腔体连通，所述半腔体的两侧对称设置有两个直角槽，各所述直角槽的两端分别与所述半腔体和所述竖直槽连通，两个所述半圆柱对接之后两个所述竖直槽形成一个竖直通道且四个所述直角槽形成两个直角通道，所述竖直通道的顶端与所述十字形通道的中部连通，两个所述导线分别经过两个所述直角通道并经过所述竖直通道和所述十字形通道伸至外部。

优选地，所述绝缘摩擦内壳的材质为FEP材料，所述感应电极的材质为铜。