[实用新型]一种旋转式风能收集摩擦纳米发电装置

说明书

本实用新型公开了一种旋转式风能收集摩擦纳米发电装置，包括产电模块、支撑模块和转向模块；所述的产电模块设有风叶中心轴，风叶，风叶外端头连接的弧形塑料片，三者为一体式结构，弧形塑料片外侧面设有铝片；所述的产电模块还包括塑料外壳圈；所述的塑料外壳圈内设有PDMS摩擦层圈，两者中间设有多块铜片；所述的摩擦层圈与弧形塑料片同中心轴设计，且有一定间距；所述的塑料外壳圈与支撑模块连接固定；所述的支撑模块设有横杆与风叶中心轴连接；所述的支撑模块还设有竖杆和底座支撑整体结构；所述的转向模块由横杆尾部的尾翼组成。本实用新型的体积小，结构精巧，安装方便；对风力要求低且有效的利用了环境中各方位的风能；能源转换效率高。

技术领域

本实用新型涉及到发电技术领域，具体涉及到一种旋转式风能收集摩擦纳米发电装置。

背景技术

随着信息科技产业的快速发展，各式各样的多种功能和高度集成化的微型电子器件被广泛应用到各个领域，并且需求量展现出迅速增加的趋势。然而，这些微型电子器件的供电系统的研究却相对落后，目前，绝大多数微型电子器件采用电池作为电源。但是，使用电池作为电源则存在需要定期更换的缺点，在海洋、高山等特殊环境使用时将浪费大量的人力资源。因此，开发出利用环境中自然存在能源形成的机械能转换为电能的技术，为微型电子仪器供电具有重要的意义。

风能作为一种具有巨大潜力的可再生能源，在世界上很多区域都有丰富的资源。利用风能解决传统的化石能源供应紧缩和全球生态环境不断恶化等问题，已经成为近年的研究热点。传统的风力发电技术均以切割磁感线的原理，需要感应发电机、逆变器等结构联合工作，导致能源转换效率较低等缺点。如专利CN 202545115 U报道了一种高效风力发电机，该设备具有传统风力发电设备的共同缺点：体积大、质量大、结构复杂、成本高以及能源转换效率较低等，不适合为微型电子仪器供电。随着王中林院士团队发明的摩擦纳米发电机以来，以压电和摩擦电为基础的各种机械能转化为电能的收集技术得到了广泛的研究。摩擦纳米发电技术作为新兴的能源转换技术，具有结构精巧、轻质便携、选材广泛、成本低、能源转换效率较高等优点，在微型电子器件供电领域迅速的发展。

受传统风力发电的启发，并结合摩擦纳米发电技术的优点，本专利设计出一种旋转式风能收集摩擦纳米发电装置。借助风叶结构收集风能并将其转换为机械能从而产生了相对摩擦，并将平滑摩擦转变为弧形摩擦，在一定程度上较少了摩擦阻力，具有接触充分，运作面积大等优点。借助风能发电的摩擦纳米发电机的收集技术是一个重要的研究方向，将自然风能转换为电能，不仅规避了现有风力发电技术存在的缺点，并克服了在特殊环境工作的微型电子器件供电元件需定期更换的问题。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种旋转式风能收集摩擦纳米发电装置，以解决现有技术存在的上述问题，利用风能驱动两个摩擦层产生摩擦，从而产生电流向外输出。

本实用新型提供的一种旋转式风能收集摩擦纳米发电装置包括：产电模块、支撑模块和转向模块。所述的产电模块设有风叶中心轴，风叶，风叶外端头连接的弧形塑料片；所述的风叶中心轴、风叶与弧形塑料片三者为一体式结构；所述的弧形塑料片外侧面设有发电摩擦片；所述的产电模块还包括塑料外壳圈；所述的塑料外壳圈内侧设有摩擦层圈；所述的摩擦层圈外侧面设有多块电极片，即设在塑料外壳圈与摩擦层圈之间；所述的摩擦层圈与弧形塑料片同中心轴设计，且有一定间距。

所述的支撑模块包括横杆、竖杆、底座、外壳圈支撑杆；所述的横杆与竖杆是一体式结构；所述的横杆首部和风叶中心轴连接处设有转轴连接；所述的竖杆和底座在连接处设有转轴连接；所述的外壳圈支撑杆一端与塑料外圈壳的水平位置两侧连接，另一端与横杆连接，即外壳圈支撑杆将塑料外圈壳与横杆固定连接。

所述的转向模块由尾翼部分组成，尾翼设置在横杆尾部。

上述的风叶设有4片，等角度分布，风叶内端头与风叶中心轴连接，风叶外端头连接有的弧形塑料片以风叶中心轴为圆心，弧长是以风叶中心轴为圆心的同心圆周长的1/8，风叶外端头连接弧形塑料片中心位置，即对称分布。