本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種掛簾式風(fēng)力及振動能發(fā)電裝置，包括永磁體、空腔、線圈等部件，結(jié)構(gòu)新穎，形狀類似于普通的掛簾，可使用風(fēng)力、水力及振動能等多種能源進(jìn)行發(fā)電，還可用傳統(tǒng)窗簾、門簾的替代品。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及新能源領(lǐng)域，特別涉及一種掛簾式風(fēng)力、水力及振動能發(fā)電裝置。
技術(shù)介紹
風(fēng)力發(fā)電不需要燃料，不會產(chǎn)生輻射或空氣污染，是一種綠色、環(huán)保的發(fā)電方式。現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電裝置主要使用葉片型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，這種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，大體上可分風(fēng)輪(包括尾舵)、發(fā)電機(jī)和鐵塔三部分。利用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再經(jīng)過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來推動發(fā)電機(jī)發(fā)電。風(fēng)車葉片造價(jià)高、易損壞，而且噪聲大、對各種鳥類構(gòu)成威脅，對環(huán)境有一定影啊。支撐鐵塔的成本也很高，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電一次性投資大，發(fā)電成本居高不下。大型風(fēng)力發(fā)電一般又遠(yuǎn)離用電地域，輸變電成本昂貴。同時(shí)在低于啟動風(fēng)速時(shí)無法工作，目前的風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)品在3級以下風(fēng)力時(shí)發(fā)電效果差甚至不能發(fā)電，空間利用率較差，增速部件耗能、使用方向性要求高,性價(jià)比較低。傳統(tǒng)的水力發(fā)電機(jī)需要攔河造壩抬高水位，利用水流積蓄的勢能轉(zhuǎn)化成動能帶動發(fā)電機(jī)組發(fā)電。傳統(tǒng)的水電站建設(shè)成本極高，同時(shí)盲目建造水電站將對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的損壞，另外也不是所有的河流都適合建造水電站。振動是一種廣泛存在的現(xiàn)象，特別是在汽車、飛機(jī)、橋梁或大型機(jī)械等多種場合中。將振動能轉(zhuǎn)化為電能的方式一般有電磁式、壓電式和靜電式三種。現(xiàn)有方案都側(cè)重通過其中一種方式實(shí)現(xiàn)振動能到電能的轉(zhuǎn)換，故轉(zhuǎn)換效率相對有限。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于，針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可使用風(fēng)力、水力及振動能等多種可再生能源發(fā)電裝置。本專利技術(shù)的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn): 一種掛簾式風(fēng)力及振動能發(fā)電裝置，包括多個(gè)永磁體、多個(gè)空腔、多個(gè)線圈；各個(gè)永磁體分別位于不同的空腔中，永磁體可以在空腔中運(yùn)動，所述的空腔和線圈相隔排列，連接成一個(gè)條狀物，所述條狀物的一端固定，另一端為自由端；所述發(fā)電裝置至少包含一個(gè)所述條狀物。永磁體在空腔中運(yùn)動，導(dǎo)致磁場變化，位于磁場中的線圈通過電磁感應(yīng)原理對外輸出電能。作為進(jìn)一步優(yōu)化，還包括多個(gè)整流電路，線圈的輸出端連接在整流電路的輸入端，各個(gè)整流電路的輸出的電能以并聯(lián)方式、或者串聯(lián)方式、或者混聯(lián)方式進(jìn)行匯聚，整流電路將線圈輸出的交流電轉(zhuǎn)化為直流電，有利于減少電能匯聚的難度。作為進(jìn)一步優(yōu)化，用來封裝永磁體的空腔有一定的體積，用以提供支撐本裝置漂浮于液體表面的浮力，使得本裝置可以方便的應(yīng)用到水力發(fā)電場合。作為進(jìn)一步優(yōu)化，包含兩條以上所述條狀物時(shí)，相鄰條狀物位于同一水平面的組成物不能同時(shí)為永磁體，以防止相互吸引而導(dǎo)致粘連，也有利于使各個(gè)線圈所處位置的磁場強(qiáng)度最強(qiáng)。作為進(jìn)一步優(yōu)化，用以連接永磁體和線圈的連接體包含壓電元件和彈性連接件。作為進(jìn)一步優(yōu)化，壓電元件為矩形或者近似矩形的片狀結(jié)構(gòu)，沿厚度方向極化。作為進(jìn)一步優(yōu)化，彈性連接件上下表面的壓電元件為多層壓電元件疊加而成，每一層均包含一對電極，各層之間保持絕緣，通過環(huán)氧樹脂材料相互粘合。 本專利技術(shù)創(chuàng)造與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下特征: 1、風(fēng)能、振動能、水力都是清潔能源，不會產(chǎn)生輻射和化學(xué)污染，是一種取之不盡的能源。2、本專利技術(shù)可用作風(fēng)力發(fā)電裝置，不受風(fēng)速大小的限制，轉(zhuǎn)換效率高，部署容易、建設(shè)成本低，對環(huán)境破壞小。3、本專利技術(shù)可以作為水力發(fā)電裝置使用，不需要攔河造壩抬高水位，建設(shè)成本低，維護(hù)簡單，穩(wěn)定性高，對生態(tài)環(huán)境沒有影響，不受地勢、水量等因素的限制。4、本專利技術(shù)可用作振動能發(fā)電裝置，如直接放置在車船上，獲取振動能發(fā)電。5、本專利技術(shù)可用作海浪發(fā)電裝置，整體使用漂浮結(jié)構(gòu)，對海水深度不做要求，既可以部署在近海岸邊，又可以部署在遠(yuǎn)離海岸線的區(qū)域，裝置具有良好的柔韌性，可以抵御高強(qiáng)度風(fēng)浪的沖擊。6、本專利技術(shù)可靠性高。裝置內(nèi)部包含多個(gè)獨(dú)立的壓電式發(fā)電單元和電磁式發(fā)電單元，既可以充分吸收能量，提高轉(zhuǎn)化效率，也同時(shí)增強(qiáng)中裝置的整體的可靠性，即便其中部分損壞，整個(gè)裝置仍能進(jìn)行電能轉(zhuǎn)化。7、該裝置根據(jù)發(fā)電功率的要求可以構(gòu)建規(guī)模不等的掛簾，可在單獨(dú)使用，也可以多個(gè)聯(lián)網(wǎng)設(shè)置，建立一個(gè)大型發(fā)電廠，將可以發(fā)出巨大的電力，大大緩解能源緊缺狀況。8、本裝置結(jié)構(gòu)簡單、外觀新穎，可作為窗簾、門簾使用，美觀大方，同時(shí)還可發(fā)電。9、該裝置可作為航標(biāo)燈等海洋儀器設(shè)備供電、也可以通過電纜輸送到海島或沿岸并網(wǎng)供電，還可以用在偏遠(yuǎn)山區(qū)供電，其應(yīng)用領(lǐng)域很廣。IO、本專利技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單，主要元件、模塊的外面可覆蓋保護(hù)材料，進(jìn)行防水、防腐蝕和絕緣等方面保護(hù)，使用壽命長、建設(shè)和運(yùn)行成本低，系統(tǒng)組成簡單、維護(hù)方便。11、本專利技術(shù)還可以為穿戴式設(shè)備供電，將本掛簾裝置固定在衣服或適當(dāng)位置，人在移動過程中，將導(dǎo)致發(fā)電裝置內(nèi)部的各個(gè)永磁體運(yùn)動，引發(fā)磁場發(fā)生變化，進(jìn)而輸出電能。附圖說明圖1為掛簾式風(fēng)力及振動能發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為帶壓電材料的掛簾式風(fēng)力及振動能發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為條狀物側(cè)視圖。圖4為彈性連接件結(jié)構(gòu)圖。圖5為單個(gè)發(fā)電單元整流后波形效果示意圖。圖6為多個(gè)發(fā)電單元整流后匯聚效果示意圖。圖7為一種并聯(lián)方式匯聚的電路結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖1所示，一種掛簾式風(fēng)力及振動能發(fā)電裝置，其特征在于:包括多個(gè)永磁體、多個(gè)空腔、多個(gè)線圈；各個(gè)永磁體分別位于不同的空腔中，永磁體可以在空腔中運(yùn)動，所述的空腔和線圈相隔排列，連接成一個(gè)條狀物，所述條狀物的一端固定，另一端為自由端；所述發(fā)電裝置至少包含一個(gè)所述條狀物。各個(gè)永磁體磁力線可以自由穿過空腔外殼，形成空間磁場分布。各個(gè)線圈位于上述磁場當(dāng)中。當(dāng)風(fēng)力、水力、海浪等外力作用在條狀物上，將引起位于各個(gè)空腔中的永磁體發(fā)生運(yùn)動，永磁體周圍的磁場隨之發(fā)生變化，位于各永磁體相鄰位置的各個(gè)線圈恰好處于此不規(guī)則變化的磁場中，故而通過各個(gè)線圈的磁通量將作不規(guī)則變化，依據(jù)電磁感應(yīng)定律，線圈兩端將產(chǎn)生隨之變化感應(yīng)電動勢。本裝置還可以包括多個(gè)整流電路，各個(gè)線圈的輸出端連接在整流電路的輸入端，各個(gè)整流電路的輸出的電能以并聯(lián)方式、或者串聯(lián)方式、或者混聯(lián)方式進(jìn)行匯聚，具體采用哪一種連接方式可根據(jù)對輸出電能的電壓和電流大小等要求來決定。通過使用整流電路將各個(gè)線圈輸出的交流電轉(zhuǎn)化為直流電，給電能的匯聚提供了方便，故而不同線圈間電能的匯聚將更為簡單，匯聚電路的結(jié)構(gòu)將更為簡單，連接線路更容易實(shí)現(xiàn)，裝置整體上更加簡潔。圖5是單個(gè)發(fā)電單元輸出電能，經(jīng)過整流后的波形效果圖。由于各個(gè)線圈所處的磁場環(huán)境等諸多因素并不完全相同，故而各個(gè)發(fā)電單元輸出的電能信號的相位并不完全同步，幅值也會各有不同。若直接使用交流方式匯聚，同步問題難以處理。轉(zhuǎn)化為直流信號以后，匯聚將變得十分簡單。圖6是多個(gè)發(fā)電單元輸出電能整流后進(jìn)行匯聚的波形效果圖。還可以進(jìn)一步將各個(gè)線圈和對應(yīng)附屬電路一起分別固定在封閉的空腔中，該空腔既可以起到保護(hù)作用，還可以在作為水力等發(fā)電裝置使用時(shí)提供浮力。永磁體的空腔有一定的體積，用以提供支撐本裝置漂浮于液體表面的浮力，使得本專利技術(shù)可以應(yīng)用到水力發(fā)電和波浪發(fā)電等場合。多個(gè)條狀物并列排列可以構(gòu)成了掛簾式結(jié)構(gòu)體。對于包含兩條以上所述條狀物的情形，相鄰條狀物位于同一水平面的組成物不能同時(shí)為永磁體，以防止永磁體相互吸引而導(dǎo)致粘連，也有利于使各個(gè)線圈所處位置的磁場強(qiáng)度最強(qiáng)。永磁體相互粘連，會阻礙永磁體的運(yùn)動，進(jìn)而影響磁場的變化速度和幅度。永磁體推薦使用球狀的結(jié)構(gòu)，空腔的內(nèi)部形狀也推薦使用球狀結(jié)構(gòu)，這樣更利于永磁體在運(yùn)動，永磁體在空腔中沿平衡本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種掛簾式風(fēng)力及振動能發(fā)電裝置，其特征在于：包括多個(gè)永磁體、多個(gè)空腔、多個(gè)線圈；各個(gè)永磁體分別位于不同的空腔中,?永磁體可以在空腔中運(yùn)動，所述的空腔和線圈相隔排列，連接成一個(gè)條狀物，所述條狀物的一端固定，另一端為自由端；所述發(fā)電裝置至少包含一個(gè)所述條狀物。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張平，張秋平，沈新秀，
申請(專利權(quán))人：張平，
類型：發(fā)明
國別省市：
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