發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種發(fā)電系統(tǒng)，包括發(fā)電裝置和儲(chǔ)能裝置；所述發(fā)電裝置包括：用于將風(fēng)能產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)以及至少一個(gè)磁電發(fā)電機(jī)；所述儲(chǔ)能裝置與所述摩擦發(fā)電機(jī)的輸出端和所述磁電發(fā)電機(jī)的輸出端相連，用于對(duì)所述摩擦發(fā)電機(jī)輸出的電能和所述磁電發(fā)電機(jī)輸出的電能進(jìn)行存儲(chǔ)。在本發(fā)明提供的發(fā)電系統(tǒng)中，摩擦發(fā)電機(jī)作為利用風(fēng)力發(fā)電的發(fā)電裝置的核心部件能夠?qū)L(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，儲(chǔ)能裝置對(duì)該電能進(jìn)行儲(chǔ)存，實(shí)現(xiàn)了利用風(fēng)力發(fā)電。
【專利說(shuō)明】發(fā)電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及納米【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說(shuō)，涉及一種發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在日常生活中，人們利用風(fēng)力發(fā)電或太陽(yáng)能發(fā)電為較常見(jiàn)的方法。其中，風(fēng)力發(fā)電 的原理是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再通過(guò)增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來(lái)促使發(fā)電機(jī)發(fā) 電。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù)，大約是每秒三米的微風(fēng)速度(微風(fēng)的程度)，便可以開(kāi)始發(fā)電。風(fēng) 力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電不需要使用燃料，也不會(huì)產(chǎn)生輻射或空氣 污染。但是，傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)體積龐大，成本高昂，同時(shí)在運(yùn)輸和安裝的過(guò)程中，給用戶帶 來(lái)了極大的不便。
[0003] 太陽(yáng)能發(fā)電是將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換成電能，此方法能量轉(zhuǎn)化率高，但應(yīng)用時(shí)間范圍 小，晚上或陰雨天氣不能使用。而使用風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)，其時(shí)間局限性較強(qiáng)，在多天無(wú)風(fēng) 的情況下則無(wú)法進(jìn)行正常發(fā)電，以致影響生活用電的穩(wěn)定。介于上述情況，采用太陽(yáng)能發(fā)電 與風(fēng)力發(fā)電機(jī)兩者結(jié)合發(fā)電則能互補(bǔ)其中的不足，但是目前同時(shí)使用兩種設(shè)備發(fā)電時(shí)，需 要人工切換，不僅繁瑣而且達(dá)不到良好的效果。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的發(fā)明目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種發(fā)電系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技 術(shù)中風(fēng)力發(fā)電機(jī)體積龐大、成本高昂、運(yùn)輸和安裝困難的問(wèn)題。
[0005] 本發(fā)明提供了一種發(fā)電系統(tǒng)，包括：發(fā)電裝置和儲(chǔ)能裝置；
[0006] 所述發(fā)電裝置包括：用于將風(fēng)能產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的至少一個(gè)摩擦發(fā)電 機(jī)、固定軸、至少一組轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂以及多個(gè)固定部件；每組轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂包括至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂， 所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂的一端與固定軸連接，另一端固設(shè)有所述固定部件；屬于同一組的 至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂分布在同一水平面上，且以固定軸為中心呈放射狀排列；每個(gè)摩擦發(fā)電 機(jī)通過(guò)至少一個(gè)固定部件與所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂連接；
[0007] 所述儲(chǔ)能裝置與所述摩擦發(fā)電機(jī)的輸出端相連，用于對(duì)所述摩擦發(fā)電機(jī)輸出的電 能進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0008] 本發(fā)明提供了還一種發(fā)電系統(tǒng)，包括：發(fā)電裝置和儲(chǔ)能裝置；
[0009] 所述發(fā)電裝置包括：用于將風(fēng)能產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī) 以及至少一個(gè)磁電發(fā)電機(jī)；
[0010] 所述儲(chǔ)能裝置與所述摩擦發(fā)電機(jī)的輸出端和所述磁電發(fā)電機(jī)的輸出端相連，用于 對(duì)所述摩擦發(fā)電機(jī)輸出的電能和所述磁電發(fā)電機(jī)輸出的電能進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0011] 在本發(fā)明提供的發(fā)電系統(tǒng)中，摩擦發(fā)電機(jī)作為利用風(fēng)力發(fā)電的發(fā)電裝置的核心部 件能夠?qū)L(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，儲(chǔ)能裝置對(duì)該電能進(jìn)行儲(chǔ)存，實(shí)現(xiàn)了利用風(fēng)力發(fā)電。而且，由于 摩擦發(fā)電機(jī)本身的發(fā)電效率很高，使整個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)有很高的發(fā)電效率，再加上高效的 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)最佳的發(fā)電效率。同時(shí)，該發(fā)電系統(tǒng)的核心部件生產(chǎn)便捷，而且形狀、 尺寸不僅可以加工至微小化，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的微型化；也可以加工至較大尺寸，實(shí)現(xiàn)高 功率發(fā)電。另外，由于摩擦發(fā)電機(jī)微型化、薄膜化，進(jìn)而使得整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)重量減小，同時(shí)成 本得到了極大的降低。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖la為本發(fā)明提供的發(fā)電系統(tǒng)的一實(shí)施例中發(fā)電裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖lb為本發(fā)明提供的發(fā)電系統(tǒng)的一實(shí)施例中發(fā)電裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖2a為本發(fā)明提供的發(fā)電系統(tǒng)的另一實(shí)施例中發(fā)電裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2b為本發(fā)明提供的發(fā)電系統(tǒng)的另一實(shí)施例中發(fā)電裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖2c和圖2d為本發(fā)明提供的發(fā)電系統(tǒng)的又一實(shí)施例中發(fā)電裝置的兩種不同截面 的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0017] 圖3為本發(fā)明提供的發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)施例一的電路原理示意圖；
[0018] 圖4a為本發(fā)明提供的發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)施例二的電路原理示意圖；
[0019] 圖4b為本發(fā)明提供的發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)施例三的電路原理示意圖；
[0020] 圖5a為本發(fā)明提供的發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)施例四的電路原理示意圖；
[0021] 圖5b為本發(fā)明提供的發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)施例五的電路原理示意圖；
[0022] 圖6a和圖6b分別示出了摩擦發(fā)電機(jī)的第一種結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖和剖面結(jié)構(gòu) 示意圖；
[0023] 圖7a和圖7b分別示出了摩擦發(fā)電機(jī)的第二種結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖和剖面結(jié)構(gòu) 示意圖；
[0024] 圖7c示出了摩擦發(fā)電機(jī)的第二種結(jié)構(gòu)的具有彈性部件作為支撐臂的立體結(jié)構(gòu)示 意圖；
[0025] 圖8a和圖8b分別示出了摩擦發(fā)電機(jī)的第三種結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖和剖面結(jié)構(gòu) 示意圖；
[0026] 圖9a和圖9b分別示出了摩擦發(fā)電機(jī)的第四種結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖和剖面結(jié)構(gòu) 示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 為充分了解本發(fā)明之目的、特征及功效，借由下述具體的實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明做詳 細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明并不僅僅限于此。
[0028] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中風(fēng)力發(fā)電機(jī)體積龐大、成本高昂、運(yùn)輸和安裝困難的問(wèn)題，本發(fā)明 提供了一種采用摩擦發(fā)電機(jī)作為利用風(fēng)力的發(fā)電裝置的核心部件的發(fā)電系統(tǒng)。該發(fā)電系統(tǒng) 具體包括發(fā)電裝置和儲(chǔ)能裝置。其中發(fā)電裝置包括至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)、固定軸、至少一組 轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂和多個(gè)固定部件，其中每組轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂包括至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂，這些轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂的一 端與固定軸連接，另一端固設(shè)有固定部件。對(duì)于屬于同一組的至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂，它們分布 在同一水平面上，并且它們以固定軸為中心呈放射狀排列，每個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)均通過(guò)固定部 件與轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂連接。儲(chǔ)能裝置與摩擦發(fā)電機(jī)的輸出端相連，用于對(duì)摩擦發(fā)電機(jī)輸出的電能 進(jìn)行存儲(chǔ)。該發(fā)電系統(tǒng)的工作原理是：當(dāng)風(fēng)吹過(guò)時(shí)，摩擦發(fā)電機(jī)會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂轉(zhuǎn)動(dòng)，氣流 從摩擦發(fā)電機(jī)之間的間隙進(jìn)入多個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)圍成的區(qū)域，氣流在這個(gè)區(qū)域內(nèi)形成渦流， 渦流促使摩擦發(fā)電機(jī)持續(xù)震動(dòng)，加上風(fēng)的吹動(dòng)，使摩擦發(fā)電機(jī)持續(xù)發(fā)生機(jī)械形變，從而產(chǎn)生 電能；儲(chǔ)能裝置將電能進(jìn)行存儲(chǔ)，以備外部用電設(shè)備的使用。
[0029] 本發(fā)明還提供了一種組合使用摩擦發(fā)電機(jī)和磁電發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電系統(tǒng)，該 發(fā)電系統(tǒng)具體包括發(fā)電裝置和儲(chǔ)能裝置。其中，發(fā)電裝置包括：用于將風(fēng)能產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn) 化為電能的至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)以及至少一個(gè)磁電發(fā)電機(jī)；儲(chǔ)能裝置與摩擦發(fā)電機(jī)的輸出 端和磁電發(fā)電機(jī)的輸出端相連，用于對(duì)摩擦發(fā)電機(jī)輸出的電能和磁電發(fā)電機(jī)輸出的電能進(jìn) 行存儲(chǔ)。
[0030] 下面通過(guò)幾個(gè)具體的實(shí)施例對(duì)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行詳細(xì)介紹。
[0031] 圖la為本發(fā)明提供的發(fā)電系統(tǒng)的一實(shí)施例中發(fā)電裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖lb 為本發(fā)明提供的發(fā)電系統(tǒng)的一實(shí)施例中發(fā)電裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖la和圖lb所示， 在本實(shí)施例提供的發(fā)電系統(tǒng)中，發(fā)電裝置包括5個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)10、固定軸11、兩組轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂 12以及10個(gè)固定部件13。每一組轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂包括5個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂12,兩組轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂共包括10 個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂12。這些轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂12的一端與固定軸11連接，每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂12的另一端都固 設(shè)有1個(gè)固定部件13。屬于同一組的5個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂12分布在同一水平面上，并且以固定軸 11為中心呈放射狀排列?？蛇x地，屬于同一組的5個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂12呈均勻的放射狀排列，即 屬于同一組的相鄰轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂12形成的夾角是相等的。本結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂為旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
[0032] 在圖la和圖lb所示的實(shí)施例中，每個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)10通過(guò)兩個(gè)固定部件13分別與 兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂12連接，連接同一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)10的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂12分屬兩個(gè)不同的組， 分別為上一組和下一組。上一組和下一組互相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂12分別固定同一個(gè)摩 擦發(fā)電機(jī)10的兩個(gè)端部，該摩擦發(fā)電機(jī)10與同一組的5個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂12所分布的水平面垂 直，由此摩擦發(fā)電機(jī)10可以看作是垂直風(fēng)葉。
[0033] 可選地，上述轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂12的一端與固定軸11旋轉(zhuǎn)連接，即轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂12轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，固 定軸11是不動(dòng)的。當(dāng)風(fēng)吹過(guò)時(shí)，垂直風(fēng)葉（即摩擦發(fā)電機(jī))會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂12轉(zhuǎn)動(dòng)，氣流從 垂直風(fēng)葉之間的間隙進(jìn)入多個(gè)垂直風(fēng)葉圍成的區(qū)域，氣流在這個(gè)區(qū)域內(nèi)形成渦流，渦流促 使摩擦發(fā)電機(jī)10持續(xù)震動(dòng)，加上風(fēng)的吹動(dòng)，使摩擦發(fā)電機(jī)10持續(xù)發(fā)生機(jī)械形變，該機(jī)械形 變使得摩擦發(fā)電機(jī)10內(nèi)部形成摩擦界面的兩層結(jié)構(gòu)相互摩擦產(chǎn)生靜電荷，靜電荷的產(chǎn)生 會(huì)使摩擦發(fā)電機(jī)10的兩個(gè)電極之前的電容發(fā)生改變，由此導(dǎo)致兩個(gè)電極之間產(chǎn)生電勢(shì)差。 由于兩個(gè)電極作為摩擦發(fā)電機(jī)10的輸出端與儲(chǔ)能裝置連接，儲(chǔ)能裝置構(gòu)成摩擦發(fā)電機(jī)的 外電路，摩擦發(fā)電機(jī)的兩個(gè)輸出端之間相當(dāng)于被外電路連通，從而在外電路中產(chǎn)生電流。
[0034] 本發(fā)明對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂的組數(shù)不做限制，發(fā)電裝置可以包括一組轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂，每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng) 軸臂用于固定一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)。發(fā)電裝置也可以包括至少兩組轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂，每個(gè)摩擦發(fā)電機(jī) 通過(guò)至少兩個(gè)固定部件分別與至少兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂連接，其中，至少兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂分屬至少 兩個(gè)依次相鄰的組。如果組數(shù)為偶數(shù)，依次相鄰的每?jī)蓚€(gè)組中相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂用于 固定一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)，如果組數(shù)為奇數(shù)，其中一組轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂中的每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂用于固定一 個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)，其它依次相鄰的每?jī)蓚€(gè)組中相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂用于固定一個(gè)摩擦發(fā)電 機(jī)。進(jìn)一步的，還可以設(shè)置依次相鄰的每三個(gè)組中相對(duì)應(yīng)的三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂用于固定一個(gè)摩 擦發(fā)電機(jī)，依此類推。
[0035] 本發(fā)明對(duì)每一組中轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂的個(gè)數(shù)不做限制，每一組中轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂的個(gè)數(shù)是根據(jù)一 圈摩擦發(fā)電機(jī)的個(gè)數(shù)而設(shè)置的。
[0036] 圖2a為本發(fā)明提供的發(fā)電系統(tǒng)的另一實(shí)施例中發(fā)電裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖 2b為本發(fā)明提供的發(fā)電系統(tǒng)的另一實(shí)施例中發(fā)電裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2a和圖2b 所示，在上述實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例中發(fā)電裝置還包括兩個(gè)太陽(yáng)能板20和兩個(gè) 支架21，其中每個(gè)支架21的一端與固定軸11連接，每個(gè)支架21上固設(shè)有一個(gè)太陽(yáng)能板20。 可選地，支架21的一端與固定軸11活動(dòng)連接，這樣支架21可以轉(zhuǎn)動(dòng)從而調(diào)整太陽(yáng)能板20 面向太陽(yáng)的角度，使太陽(yáng)能板20獲得更多的光照。
[0037] 本發(fā)明對(duì)支架的個(gè)數(shù)和太陽(yáng)能板的個(gè)數(shù)不做限制，可以參照?qǐng)D2a和圖2b的設(shè)置 方式設(shè)置多個(gè)支架和多個(gè)太陽(yáng)能板。
[0038] 上述兩種結(jié)構(gòu)的發(fā)電裝置由于是利用垂直風(fēng)葉帶到轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以可與 磁電發(fā)電機(jī)結(jié)合，具體地，在上述兩種結(jié)構(gòu)中的任一結(jié)構(gòu)中設(shè)置至少一個(gè)磁電發(fā)電機(jī)，該磁 電發(fā)電機(jī)與轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂連接。磁電發(fā)電機(jī)包括轉(zhuǎn)子和定子，其中轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂連接，定子 固定不動(dòng)，當(dāng)垂直風(fēng)葉帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，也會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，利用轉(zhuǎn)子在定子中旋轉(zhuǎn)， 做切割磁力線的運(yùn)動(dòng)，從而在轉(zhuǎn)子的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，通過(guò)接線端子引出，從而產(chǎn)生電 能。將磁電發(fā)電機(jī)與上述結(jié)構(gòu)結(jié)合之后，大大提高了整體發(fā)電效率。
[0039] 圖2c和圖2d為本發(fā)明提供的發(fā)電系統(tǒng)的又一實(shí)施例中發(fā)電裝置的兩種不同截面 的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2c和圖2d所示，在本實(shí)施例提供的發(fā)電系統(tǒng)中，發(fā)電裝置包括多個(gè)摩 擦發(fā)電機(jī)10、容納這些摩擦發(fā)電機(jī)10的殼體22、轉(zhuǎn)動(dòng)軸23、多個(gè)凸輪24以及扇葉25。其 中轉(zhuǎn)動(dòng)軸23、多個(gè)凸輪24以及扇葉25為旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，本發(fā)明對(duì)摩擦發(fā)電機(jī)的個(gè)數(shù)不作限制， 摩擦發(fā)電機(jī)的具體結(jié)構(gòu)將在后面詳細(xì)描述。
[0040] 本發(fā)明中，殼體22為柱形結(jié)構(gòu)。圖2c和圖2d所示的殼體22為一正四棱柱結(jié)構(gòu)。 多個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)10均勻分布在殼體22的4個(gè)側(cè)壁上。
[0041] 轉(zhuǎn)動(dòng)軸23的一部分位于殼體22外部，這部分轉(zhuǎn)動(dòng)軸的端部固設(shè)有扇葉25。轉(zhuǎn)動(dòng) 軸23的另一部分位于殼體22內(nèi)部，這部分轉(zhuǎn)動(dòng)軸的端部抵至殼體22的底壁。
[0042] 如圖2d所示，位于殼體22內(nèi)部的轉(zhuǎn)動(dòng)軸23上固設(shè)有多個(gè)凸輪24,多個(gè)凸輪24 間隔設(shè)置，每個(gè)凸輪用來(lái)擠壓與其對(duì)應(yīng)的4個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)。具體地，每個(gè)凸輪具有多個(gè)凸起 部，如圖2c所示，凸輪24具有3個(gè)凸起部26,該凸起部26的頂端到轉(zhuǎn)動(dòng)軸23的距離略大 于摩擦發(fā)電機(jī)10到轉(zhuǎn)動(dòng)軸23的距離，這樣在凸輪24轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，凸輪24的凸起部26的 端部就會(huì)接觸并擠壓摩擦發(fā)電機(jī)10。在圖2d中，凸輪24的凸起部沒(méi)有接觸到摩擦發(fā)電機(jī) 10,此時(shí)凸輪24的凸起部的端部還未到達(dá)這兩個(gè)側(cè)壁上的摩擦發(fā)電機(jī)。
[0043] 上述殼體22可以為一槽體，即殼體22沒(méi)有頂壁，這樣一部分風(fēng)可以直接灌入到殼 體22內(nèi)部，這部分風(fēng)吹過(guò)摩擦發(fā)電機(jī)也能帶動(dòng)摩擦發(fā)電機(jī)10產(chǎn)生一定的機(jī)械形變，從而產(chǎn) 生電能?；蛘?，殼體22具有頂壁，轉(zhuǎn)動(dòng)軸23的另一部分穿過(guò)殼體22的頂壁伸入到殼體22 內(nèi)部。
[0044] 圖2c和圖2d所示的發(fā)電裝置的工作原理是：當(dāng)風(fēng)吹過(guò)時(shí)，會(huì)使扇葉25轉(zhuǎn)動(dòng)，扇葉 25帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸23轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)一步的轉(zhuǎn)動(dòng)軸23帶動(dòng)多個(gè)凸輪24轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪24在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中其 凸起部的端部擠壓摩擦發(fā)電機(jī)10,使摩擦發(fā)電機(jī)10產(chǎn)生機(jī)械形變，該機(jī)械形變使得摩擦發(fā) 電機(jī)10內(nèi)部形成摩擦界面的兩層結(jié)構(gòu)相互摩擦產(chǎn)生靜電荷，靜電荷的產(chǎn)生會(huì)使摩擦發(fā)電 機(jī)10的兩個(gè)電極之前的電容發(fā)生改變，由此導(dǎo)致兩個(gè)電極之間產(chǎn)生電勢(shì)差。由于兩個(gè)電極 作為摩擦發(fā)電機(jī)10的輸出端與儲(chǔ)能裝置連接，儲(chǔ)能裝置構(gòu)成摩擦發(fā)電機(jī)的外電路，摩擦發(fā) 電機(jī)的兩個(gè)輸出端之間相當(dāng)于被外電路連通，從而在外電路中產(chǎn)生電流。
[0045] 圖2c和圖2d所示的發(fā)電裝置還可以包括至少一個(gè)磁電發(fā)電機(jī)（圖中未示出），磁 電發(fā)電機(jī)容納在殼體的內(nèi)部，磁電發(fā)電機(jī)可與凸輪或轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接。磁電發(fā)電機(jī)包括轉(zhuǎn)子和 定子，其中轉(zhuǎn)子與凸輪或轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接，定子固定不動(dòng)，當(dāng)扇葉帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸和凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，也 會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，利用轉(zhuǎn)子在定子中旋轉(zhuǎn)，做切割磁力線的運(yùn)動(dòng)，從而在轉(zhuǎn)子的線圈中產(chǎn)生 感應(yīng)電勢(shì)，通過(guò)接線端子引出，從而產(chǎn)生電能。將磁電發(fā)電機(jī)與上述結(jié)構(gòu)結(jié)合之后，大大提 高了整體發(fā)電效率。
[0046] 可選的，上述發(fā)電裝置還包括：至少一個(gè)太陽(yáng)能板。太陽(yáng)能板可以固設(shè)在殼體的外 壁上，儲(chǔ)能裝置還與至少一個(gè)太陽(yáng)能板的輸出端相連，用于對(duì)太陽(yáng)能板的輸出的電能進(jìn)行 存儲(chǔ)。
[0047] 基于上述發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)，下面將進(jìn)一步介紹整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理。
[0048] 圖3為本發(fā)明提供的發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)施例一的電路原理示意圖。圖3所示的電路可 應(yīng)用于上述圖la和lb所示的發(fā)電裝置或圖2c和2d所示的發(fā)電裝置，儲(chǔ)能裝置用于對(duì)摩 擦發(fā)電機(jī)輸出的電能信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后儲(chǔ)存。如圖3所示，儲(chǔ)能裝置包括：第一整流電路30、 第一開(kāi)關(guān)控制電路31、第一直流/直流控制電路32以及儲(chǔ)能電路33。其中，第一整流電路 30與摩擦發(fā)電機(jī)10的輸出端相連，第一整流電路30接收摩擦發(fā)電機(jī)10輸出的交流脈沖電 信號(hào)，對(duì)該交流脈沖電信號(hào)進(jìn)行整流處理得到直流電壓U1 ;第一開(kāi)關(guān)控制電路31與第一整 流電路30、第一直流/直流控制電路32和儲(chǔ)能電路33相連，第一開(kāi)關(guān)控制電路31接收第 一整流電路30輸出的直流電壓U1和儲(chǔ)能電路33反饋的瞬時(shí)充電電壓U2,根據(jù)該直流電壓 U1和瞬時(shí)充電電壓U2得到第一控制信號(hào)S1，將第一控制信號(hào)S1輸出給第一直流/直流控 制電路32 ;第一直流/直流控制電路32與第一整流電路30、第一開(kāi)關(guān)控制電路31和儲(chǔ)能 電路33相連，第一直流/直流控制電路32根據(jù)第一開(kāi)關(guān)控制電路31輸出的第一控制信號(hào) S1對(duì)第一整流電路30輸出的直流電壓U1進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理輸出給儲(chǔ)能電路33充電，得到瞬時(shí) 充電電壓U2。
[0049] 圖3所示的發(fā)電系統(tǒng)的工作原理是：當(dāng)風(fēng)力作用于摩擦發(fā)電機(jī)10時(shí)，會(huì)使摩擦發(fā) 電機(jī)10發(fā)生機(jī)械形變，從而產(chǎn)生交流脈沖電信號(hào)。第一整流電路30接收到該交流脈沖電 信號(hào)后，對(duì)其進(jìn)行整流處理，得到單向脈動(dòng)的直流電壓U1。第一開(kāi)關(guān)控制電路31接收第一 整流電路30輸出的直流電壓U1和儲(chǔ)能電路33反饋的瞬時(shí)充電電壓U2后，將直流電壓U1 和瞬時(shí)充電電壓U2分別與儲(chǔ)能電路33的充滿電壓U0進(jìn)行比較，如果直流電壓U1高于充 滿電壓U0且瞬時(shí)充電電壓U2低于充滿電壓U0,此時(shí)第一開(kāi)關(guān)控制電路31輸出第一控制 信號(hào)S1，控制第一直流/直流控制電路32將第一整流電路30輸出的直流電壓U1進(jìn)行降 壓處理，輸出給儲(chǔ)能電路33進(jìn)行充電，得到瞬時(shí)充電電壓U2 ;如果直流電壓U1低于等于充 滿電壓U0且瞬時(shí)充電電壓U2低于充滿電壓U0,此時(shí)第一開(kāi)關(guān)控制電路31輸出第一控制 信號(hào)S1，控制第一直流/直流控制電路32將第一整流電路30輸出的直流電壓U1進(jìn)行升 壓處理，輸出給儲(chǔ)能電路33進(jìn)行充電，得到瞬時(shí)充電電壓U2 ;又如果瞬時(shí)充電電壓U2等于 或短時(shí)間段內(nèi)高于充滿電壓U0,不管直流電壓U1高于或低于充滿電壓U0,此時(shí)第一開(kāi)關(guān)控 制電路31輸出第一控制信號(hào)S1，控制第一直流/直流控制電路32使其停止為儲(chǔ)能電路33 充電。上述控制方式僅為一個(gè)具體的例子，本發(fā)明對(duì)此不做限制，也可采用其他的控制方式 為儲(chǔ)能電路充電。
[0050] 可選地，儲(chǔ)能電路33可以包括鋰離子電池、鎳氫電池、鉛酸電池或超級(jí)電容器等 儲(chǔ)能元件。
[0051] 在上述實(shí)施例提供的發(fā)電系統(tǒng)中，摩擦發(fā)電機(jī)作為利用風(fēng)力發(fā)電的發(fā)電裝置的核 心部件能夠?qū)L(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，儲(chǔ)能裝置對(duì)該電能進(jìn)行儲(chǔ)存，實(shí)現(xiàn)了利用風(fēng)力發(fā)電。而且， 由于摩擦發(fā)電機(jī)本身的發(fā)電效率很高，使整個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)有很高的發(fā)電效率，再加上高 效的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)最佳的發(fā)電效率。同時(shí)，該發(fā)電系統(tǒng)的核心部件生產(chǎn)便捷，而且 形狀、尺寸不僅可以加工至微小化，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的微型化；也可以加工至較大尺寸， 實(shí)現(xiàn)高功率發(fā)電。另外，由于摩擦發(fā)電機(jī)微型化、薄膜化，進(jìn)而使得整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)重量減小， 同時(shí)成本得到了極大的降低。
[0052] 圖4a為本發(fā)明提供的發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)施例二的電路原理示意圖。圖4a所示的電路 可應(yīng)用于上述圖2a和2b所示的發(fā)電裝置或圖2c和2d所示的裝置與太陽(yáng)能板相結(jié)合的發(fā) 電裝置，儲(chǔ)能裝置用于對(duì)摩擦發(fā)電機(jī)和太陽(yáng)能板輸出的電能信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后儲(chǔ)存，將風(fēng)力 發(fā)電系統(tǒng)和太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)組合起來(lái)使用，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能和太陽(yáng)能的雙重收集利用。在圖3所 示的電路的基礎(chǔ)上，儲(chǔ)能裝置進(jìn)一步包括第二開(kāi)關(guān)控制電路41和第二直流/直流控制電路 42。
[0053] 其中第二開(kāi)關(guān)控制電路41與太陽(yáng)能板20的輸出端、第二直流/直流控制電路42 和儲(chǔ)能電路33相連，第二開(kāi)關(guān)控制電路41接收太陽(yáng)能板20輸出的直流電壓U3和儲(chǔ)能電 路33反饋的瞬時(shí)充電電壓U2,根據(jù)直流電壓U3和瞬時(shí)充電電壓U2得到第二控制信號(hào)S2， 將第二控制信號(hào)S2輸出給第二直流/直流控制電路42。第二直流/直流控制電路42與太 陽(yáng)能板20的輸出端、第二開(kāi)關(guān)控制電路41和儲(chǔ)能電路33相連，第二直流/直流控制電路 42根據(jù)第二開(kāi)關(guān)控制電路41輸出的第二控制信號(hào)S2對(duì)太陽(yáng)能板20輸出的直流電壓U3進(jìn) 行轉(zhuǎn)換處理輸出給儲(chǔ)能電路33充電，得到瞬時(shí)充電電壓U2。
[0054] 上述電路的工作原理是：當(dāng)太陽(yáng)光照射到太陽(yáng)能板20上時(shí)，太陽(yáng)能板20會(huì)將光能 轉(zhuǎn)換為直流電能，輸出直流電壓U3。第二開(kāi)關(guān)控制電路41接收太陽(yáng)能板20輸出的直流電 壓U3和儲(chǔ)能電路33反饋的瞬時(shí)充電電壓U2后，將直流電壓U3和瞬時(shí)充電電壓U2分別與 儲(chǔ)能電路33的充滿電壓U0進(jìn)行比較，如果直流電壓U3高于充滿電壓U0且瞬時(shí)充電電壓 U2低于充滿電壓U0,此時(shí)第二開(kāi)關(guān)控制電路41輸出第二控制信號(hào)S2,控制第二直流/直 流控制電路42將太陽(yáng)能板20輸出的直流電壓U3進(jìn)行降壓處理，輸出給儲(chǔ)能電路33進(jìn)行 充電，得到瞬時(shí)充電電壓U2 ;如果直流電壓U3低于等于充滿電壓U0且瞬時(shí)充電電壓U2低 于充滿電壓U0,此時(shí)第二開(kāi)關(guān)控制電路41輸出第二控制信號(hào)S2,控制第二直流/直流控制 電路42將太陽(yáng)能板20輸出的直流電壓U3進(jìn)行升壓處理，輸出給儲(chǔ)能電路33進(jìn)行充電，得 到瞬時(shí)充電電壓U2;又如果瞬時(shí)充電電壓U2等于或短時(shí)間段內(nèi)高于充滿電壓U0,不管直流 電壓U3高于或低于充滿電壓U0,此時(shí)第二開(kāi)關(guān)控制電路41輸出第二控制信號(hào)S2,控制第 二直流/直流控制電路42使其停止為儲(chǔ)能電路33充電。上述控制方式僅為一個(gè)具體的例 子，本發(fā)明對(duì)此不做限制，也可采用其他的控制方式為儲(chǔ)能電路充電。
[0055] 圖4a所示的發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)是采用太陽(yáng)能板和摩擦發(fā)電機(jī)同時(shí)為儲(chǔ)能電路進(jìn)行 充電，其中摩擦發(fā)電機(jī)收集風(fēng)能，太陽(yáng)能板收集太陽(yáng)能，這兩個(gè)高效率的系統(tǒng)疊加在一起， 使整個(gè)系統(tǒng)的效率得以大幅度的提升。
[0056] 圖4b為本發(fā)明提供的發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)施例三的電路原理示意圖。圖4b所示的電路 也可應(yīng)用于上述圖2a和2b所示的發(fā)電裝置或圖2c和2d所示的裝置與太陽(yáng)能板相結(jié)合的 發(fā)電裝置，儲(chǔ)能裝置用于對(duì)摩擦發(fā)電機(jī)和太陽(yáng)能板輸出的電能信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后儲(chǔ)存，將風(fēng) 力發(fā)電系統(tǒng)和太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)組合起來(lái)使用，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能和太陽(yáng)能的雙重收集利用。如圖4b 所示，該發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝置包括：第一開(kāi)關(guān)控制電路51、整流電路52、開(kāi)關(guān)電路53、第二 開(kāi)關(guān)控制電路54、直流/直流控制電路55和儲(chǔ)能電路56。
[0057] 其中第一開(kāi)關(guān)控制電路51與太陽(yáng)能板20的輸出端、摩擦發(fā)電機(jī)10相連，第一開(kāi) 關(guān)控制電路51接收太陽(yáng)能板20輸出的直流電壓U4,根據(jù)直流電壓U4向摩擦發(fā)電機(jī)10輸 出用于控制摩擦發(fā)電機(jī)是否工作的控制信號(hào)S3。整流電路52與摩擦發(fā)電機(jī)10的輸出端相 連，整流電路52接收摩擦發(fā)電機(jī)10輸出的交流脈沖電信號(hào)，對(duì)該交流脈沖電信號(hào)進(jìn)行整流 處理得到直流電壓U5。開(kāi)關(guān)電路53的控制端與太陽(yáng)能板20的輸出端相連，根據(jù)太陽(yáng)能板 20輸出的直流電壓U4控制開(kāi)關(guān)電路53的輸入/輸出端與太陽(yáng)能板20的輸出端或整流電 路52連通。如果開(kāi)關(guān)電路53的輸入/輸出端與太陽(yáng)能板20的輸出端連通，那么開(kāi)關(guān)電路 53的輸入/輸出端輸出的直流電壓U6等于U4 ;如果開(kāi)關(guān)電路53的輸入/輸出端與整流電 路52連通，那么開(kāi)關(guān)電路53的輸入/輸出端輸出的直流電壓U6等于U5。第二開(kāi)關(guān)控制電 路54與開(kāi)關(guān)電路53的輸入/輸出端、直流/直流控制電路55和儲(chǔ)能電路56相連，第二開(kāi) 關(guān)控制電路54接收開(kāi)關(guān)電路53的輸入/輸出端輸出的直流電壓U6和儲(chǔ)能電路56反饋的 瞬時(shí)充電電壓U7,根據(jù)直流電壓U6和瞬時(shí)充電電壓U7得到控制信號(hào)S4,將控制信號(hào)S4輸 出給直流/直流控制電路55。直流/直流控制電路55與開(kāi)關(guān)電路53的輸入/輸出端、第 二開(kāi)關(guān)控制電路54和儲(chǔ)能電路56相連，根據(jù)第二開(kāi)關(guān)控制電路54輸出的控制信號(hào)S4對(duì) 開(kāi)關(guān)電路53的輸入/輸出端輸出的直流電壓U6進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理輸出給儲(chǔ)能電路56充電，得 到瞬時(shí)充電電壓U7。
[0058] 該發(fā)電系統(tǒng)的工作原理是：當(dāng)太陽(yáng)光照射到太陽(yáng)能板20上時(shí)，太陽(yáng)能板20會(huì)將光 能轉(zhuǎn)換為直流電能，輸出直流電壓U4。開(kāi)關(guān)電路53的控制端和第一開(kāi)關(guān)控制電路51會(huì)同 時(shí)接收到該直流電壓U4,將直流電壓U4與預(yù)先配置在開(kāi)關(guān)電路53和第一開(kāi)關(guān)控制電路51 中的工作電壓U'進(jìn)行比較，如果U4大于或等于U'，開(kāi)關(guān)電路53控制其輸入/輸出端與太 陽(yáng)能板20的輸出端連通，與此同時(shí)第一開(kāi)關(guān)控制電路51向摩擦發(fā)電機(jī)10輸出用于控制摩 擦發(fā)電機(jī)10停止工作的控制信號(hào)S3 ;如果U4小于U'，第一開(kāi)關(guān)控制電路51向摩擦發(fā)電機(jī) 10輸出用于控制摩擦發(fā)電機(jī)10繼續(xù)工作的控制信號(hào)S3,與此同時(shí)開(kāi)關(guān)電路53控制其輸入 /輸出端與整流電路52連通。第二開(kāi)關(guān)控制電路54接收開(kāi)關(guān)電路53的輸入/輸出端輸出 的直流電壓U6和儲(chǔ)能電路56反饋的瞬時(shí)充電電壓U7后，將直流電壓U6和瞬時(shí)充電電壓 U7分別與儲(chǔ)能電路56的充滿電壓U0進(jìn)行比較，如果直流電壓U6高于充滿電壓U0且瞬時(shí) 充電電壓U7低于充滿電壓U0,此時(shí)第二開(kāi)關(guān)控制電路54輸出控制信號(hào)S4,控制直流/直 流控制電路55將開(kāi)關(guān)電路53的輸入/輸出端輸出的直流電壓U6進(jìn)行降壓處理，輸出給儲(chǔ) 能電路56進(jìn)行充電，得到瞬時(shí)充電電壓U7 ;如果直流電壓U6低于等于充滿電壓U0且瞬時(shí) 充電電壓U7低于充滿電壓U0,此時(shí)第二開(kāi)關(guān)控制電路54輸出控制信號(hào)S4,控制直流/直 流控制電路55將直流電壓U6進(jìn)行升壓處理，輸出給儲(chǔ)能電路56進(jìn)行充電，得到瞬時(shí)充電 電壓U7 ;又如果瞬時(shí)充電電壓U7等于或短時(shí)間段內(nèi)高于充滿電壓U0,不管直流電壓U6高 于或低于充滿電壓U0,此時(shí)第二開(kāi)關(guān)控制電路54輸出控制信號(hào)S4,控制直流/直流控制電 路55使其停止為儲(chǔ)能電路56充電。上述控制方式僅為一個(gè)具體的例子，本發(fā)明對(duì)此不做 限制，也可采用其他的控制方式為儲(chǔ)能電路充電。
[0059] 可選地，儲(chǔ)能電路56可以包括鋰離子電池、鎳氫電池、鉛酸電池或超級(jí)電容器等 儲(chǔ)能元件。
[0060] 圖4b所示的發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)是采用太陽(yáng)能板和摩擦發(fā)電機(jī)交替為儲(chǔ)能電路進(jìn)行 充電，其中摩擦發(fā)電機(jī)收集風(fēng)能，太陽(yáng)能板收集太陽(yáng)能。這種電路設(shè)計(jì)靈活，能夠根據(jù)實(shí)際 情況自動(dòng)切換，在太陽(yáng)能充足的情況下，采用太陽(yáng)能板為儲(chǔ)能電路進(jìn)行充電，并且使摩擦發(fā) 電機(jī)停止工作，延長(zhǎng)了摩擦發(fā)電機(jī)及整流電路的使用壽命；在太陽(yáng)能不足的情況下，采用摩 擦發(fā)電機(jī)為儲(chǔ)能電路進(jìn)行充電，大大提高了整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)電效率。
[0061] 圖5a為本發(fā)明提供的發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)施例四的電路原理示意圖。圖5a所示的電路 可應(yīng)用于圖la和圖lb所示的裝置與磁電發(fā)電機(jī)相結(jié)合的發(fā)電裝置或圖2c和2d所示的裝 置與磁電發(fā)電機(jī)相結(jié)合的發(fā)電裝置，儲(chǔ)能裝置用于對(duì)摩擦發(fā)電機(jī)和磁電發(fā)電機(jī)輸出的電能 信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后儲(chǔ)存。如圖5a所示，在圖3所示的電路的基礎(chǔ)上，該發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝置 進(jìn)一步包括第三整流電路43、第三開(kāi)關(guān)控制電路44和第三直流/直流控制電路45。
[0062] 其中第三整流電路43與磁電發(fā)電機(jī)40的輸出端相連，第三整流電路43接收磁電 發(fā)電機(jī)40輸出的交流電信號(hào)，對(duì)該交流電信號(hào)進(jìn)行整流處理得到直流電壓U8 ;第三開(kāi)關(guān)控 制電路44與第三整流電路43、第三直流/直流控制電路45和儲(chǔ)能電路33相連，第三開(kāi)關(guān) 控制電路44接收第三整流電路43輸出的直流電壓U8和儲(chǔ)能電路33反饋的瞬時(shí)充電電壓 U2,根據(jù)該直流電壓U8和瞬時(shí)充電電壓U2得到第三控制信號(hào)S5,將第三控制信號(hào)S5輸出 給第三直流/直流控制電路45 ;第三直流/直流控制電路45與第三整流電路43、第三開(kāi)關(guān) 控制電路44和儲(chǔ)能電路33相連，第三直流/直流控制電路45根據(jù)第三開(kāi)關(guān)控制電路44 輸出的第三控制信號(hào)S5對(duì)第三整流電路43輸出的直流電壓U8進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理輸出給儲(chǔ)能 電路33充電，得到瞬時(shí)充電電壓U2。
[0063] 上述電路的工作原理是：當(dāng)風(fēng)力帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，會(huì)使與之相連的磁電發(fā)電 機(jī)產(chǎn)生交流電信號(hào)。
[0064] 第三整流電路43接收到該交流電信號(hào)后，對(duì)其進(jìn)行整流處理，得到單向脈動(dòng)的直 流電壓U8。第三開(kāi)關(guān)控制電路44接收第三整流電路43輸出的直流電壓U8和儲(chǔ)能電路33 反饋的瞬時(shí)充電電壓U2后，將直流電壓U8和瞬時(shí)充電電壓U2分別與儲(chǔ)能電路33的充滿 電壓U0進(jìn)行比較，如果直流電壓U8高于充滿電壓U0且瞬時(shí)充電電壓U2低于充滿電壓U0， 此時(shí)第三開(kāi)關(guān)控制電路44輸出第三控制信號(hào)S5,控制第三直流/直流控制電路45將第三 整流電路43輸出的直流電壓U8進(jìn)行降壓處理，輸出給儲(chǔ)能電路33進(jìn)行充電，得到瞬時(shí)充 電電壓U2 ;如果直流電壓U8低于等于充滿電壓U0且瞬時(shí)充電電壓U2低于充滿電壓U0,此 時(shí)第三開(kāi)關(guān)控制電路44輸出第三控制信號(hào)S5,控制第三直流/直流控制電路45將第三整 流電路43輸出的直流電壓U8進(jìn)行升壓處理，輸出給儲(chǔ)能電路33進(jìn)行充電，得到瞬時(shí)充電 電壓U2 ;又如果瞬時(shí)充電電壓U2等于或短時(shí)間段內(nèi)高于充滿電壓U0,不管直流電壓U8高 于或低于充滿電壓U0,此時(shí)第三開(kāi)關(guān)控制電路44輸出第三控制信號(hào)S5,控制第三直流/直 流控制電路45使其停止為儲(chǔ)能電路33充電。上述控制方式僅為一個(gè)具體的例子，本發(fā)明 對(duì)此不做限制，也可采用其他的控制方式為儲(chǔ)能電路充電。
[0065] 圖5a所示的發(fā)電系統(tǒng)將兩個(gè)利用風(fēng)力的系統(tǒng)疊加在一起，使整個(gè)系統(tǒng)的效率得 以大幅度提升。
[0066] 圖5b為本發(fā)明提供的發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)施例五的電路原理示意圖。圖5b所示的電路 可應(yīng)用于圖2a和圖2b所示的裝置與磁電發(fā)電機(jī)相結(jié)合的發(fā)電裝置或圖2c和2d所示的裝 置與磁電發(fā)電機(jī)及太陽(yáng)能板相結(jié)合的發(fā)電裝置，儲(chǔ)能裝置同時(shí)用于對(duì)摩擦發(fā)電機(jī)、磁電發(fā) 電機(jī)和太陽(yáng)能板輸出的電能信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后儲(chǔ)存。如圖5b所示，在圖5a所述的電路的基 礎(chǔ)上，該發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝置進(jìn)一步包括第二開(kāi)關(guān)控制電路41和第二直流/直流控制電路 42。有關(guān)第二開(kāi)關(guān)控制電路41和第二直流/直流控制電路42的描述以及其發(fā)電原理可以 參見(jiàn)圖4a所示的實(shí)施例的內(nèi)容，在此不再贅述。
[0067] 下面將詳細(xì)介紹發(fā)電系統(tǒng)中的摩擦發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。
[0068] 摩擦發(fā)電機(jī)的第一種結(jié)構(gòu)如圖6a和圖6b所不。圖6a和圖6b分別不出了摩擦發(fā) 電機(jī)的第一種結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖和剖面結(jié)構(gòu)示意圖。該摩擦發(fā)電機(jī)包括：依次層疊設(shè) 置的第一電極61，第一高分子聚合物絕緣層62,以及第二電極63。具體地，第一電極61設(shè) 置在第一高分子聚合物絕緣層62的第一側(cè)表面上；且第一高分子聚合物絕緣層62的第二 側(cè)表面與第二電極63的表面接觸摩擦并在第二電極63和第一電極61處感應(yīng)出電荷。因 此，上述的第一電極61和第二電極63構(gòu)成摩擦發(fā)電機(jī)的兩個(gè)輸出端。
[0069] 為了提高摩擦發(fā)電機(jī)的發(fā)電能力，在第一高分子聚合物絕緣層62的第二側(cè)表面 (即相對(duì)第二電極63的面上）進(jìn)一步設(shè)有微納結(jié)構(gòu)64。因此，當(dāng)摩擦發(fā)電機(jī)受到擠壓時(shí)，第 一高分子聚合物絕緣層62與第二電極63的相對(duì)表面能夠更好地接觸摩擦，并在第一電極 61和第二電極63處感應(yīng)出較多的電荷。由于上述的第二電極63主要用于與第一高分子聚 合物絕緣層62摩擦，因此，第二電極63也可以稱之為摩擦電極。
[0070] 上述的微納結(jié)構(gòu)64具體可以采取如下兩種可能的實(shí)現(xiàn)方式：第一種方式為，該 微納結(jié)構(gòu)是微米級(jí)或納米級(jí)的非常小的凹凸結(jié)構(gòu)。該凹凸結(jié)構(gòu)能夠增加摩擦阻力，提高 發(fā)電效率。所述凹凸結(jié)構(gòu)能夠在薄膜制備時(shí)直接形成，也能夠用打磨的方法使第一高分 子聚合物絕緣層的表面形成不規(guī)則的凹凸結(jié)構(gòu)。具體地，該凹凸結(jié)構(gòu)可以是半圓形、條紋 狀、立方體型、四棱錐型、或圓柱形等形狀的凹凸結(jié)構(gòu)。第二種方式為，該微納結(jié)構(gòu)是納米 級(jí)孔狀結(jié)構(gòu)，此時(shí)第一高分子聚合物絕緣層所用材料優(yōu)選為聚偏氟乙烯（PVDF)，其厚度 為0.5-1. 2mm (優(yōu)選1.0mm)，且其相對(duì)第二電極的面上設(shè)有多個(gè)納米孔。其中，每個(gè)納米 孔的尺寸，即寬度和深度，可以根據(jù)應(yīng)用的需要進(jìn)行選擇，優(yōu)選的納米孔的尺寸為：寬度為 10-100nm以及深度為4-50 μ m。納米孔的數(shù)量可以根據(jù)需要的輸出電流值和電壓值進(jìn)行調(diào) 整，優(yōu)選的這些納米孔是孔間距為2-30 μ m的均勻分布，更優(yōu)選的平均孔間距為9 μ m的均 勻分布。
[0071] 下面具體介紹一下圖6a和圖6b所示的摩擦發(fā)電機(jī)的工作原理。當(dāng)該摩擦發(fā)電機(jī) 的各層受到擠壓時(shí)，摩擦發(fā)電機(jī)中的第二電極63與第一高分子聚合物絕緣層62表面相互 摩擦產(chǎn)生靜電荷，靜電荷的產(chǎn)生會(huì)使第一電極61和第二電極63之間的電容發(fā)生改變，從而 導(dǎo)致第一電極61和第二電極63之間出現(xiàn)電勢(shì)差。由于第一電極61和第二電極63作為摩 擦發(fā)電機(jī)的輸出端與儲(chǔ)能裝置連接，儲(chǔ)能裝置構(gòu)成摩擦發(fā)電機(jī)的外電路，摩擦發(fā)電機(jī)的兩 個(gè)輸出端之間相當(dāng)于被外電路連通。當(dāng)該摩擦發(fā)電機(jī)的各層恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)時(shí)，這時(shí)形成 在第一電極和第二電極之間的內(nèi)電勢(shì)消失，此時(shí)已平衡的第一電極和第二電極之間將再次 產(chǎn)生反向的電勢(shì)差。通過(guò)反復(fù)摩擦和恢復(fù)，就可以在外電路中形成周期性的交流脈沖電信 號(hào)。
[0072] 根據(jù)發(fā)明人的研究發(fā)現(xiàn)，金屬與高分子聚合物摩擦，金屬更易失去電子，因此采用 金屬電極與高分子聚合物摩擦能夠提高能量輸出。因此，相應(yīng)地，在圖6a和圖6b所示的摩 擦發(fā)電機(jī)中，第二電極由于需要作為摩擦電極（即金屬）與第一高分子聚合物進(jìn)行摩擦，因 此其材料可以選自金屬或合金，其中金屬可以是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、硒、鐵、錳、 鑰、鶴或鑰;；合金可以是錯(cuò)合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、 鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。第一電 極由于不需要進(jìn)行摩擦，因此，除了可以選用上述羅列的第二電極的材料之外，其他能夠制 作電極的材料也可以應(yīng)用，也就是說(shuō)，第一電極除了可以選自金屬或合金，其中金屬可以是 金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、硒、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金可以是鋁合金、鈦合金、鎂合金、 鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、 鎢合金、鑰合金、鈮合金或鉭合金之外，還可以選自銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜等非金 屬材料。
[0073] 在圖6a所示的結(jié)構(gòu)中，第一高分子聚合物絕緣層與第二電極是正對(duì)貼合，并通過(guò) 外側(cè)邊緣的膠布粘貼在一起的，但本發(fā)明不僅限于此。第一高分子聚合物絕緣層與第二電 極之間可以設(shè)置有多個(gè)彈性部件，例如彈簧，這些彈簧分布在第一高分子聚合物絕緣層與 第二電極的外側(cè)邊緣，用于形成第一高分子聚合物絕緣層與第二電極之間的彈性支撐臂。 當(dāng)外力作用于摩擦發(fā)電機(jī)時(shí)，摩擦發(fā)電機(jī)受到擠壓，彈簧被壓縮，使得第一高分子聚合物絕 緣層與第二電極接觸形成摩擦界面；當(dāng)外力消失時(shí)，彈簧彈起，使得第一高分子聚合物絕緣 層與第二電極分離，摩擦發(fā)電機(jī)恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。
[0074] 摩擦發(fā)電機(jī)的第二種結(jié)構(gòu)如圖7a和圖7b所示。圖7a和圖7b分別示出了摩擦發(fā) 電機(jī)的第二種結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖和剖面結(jié)構(gòu)示意圖。該摩擦發(fā)電機(jī)包括：依次層疊設(shè) 置的第一電極71，第一高分子聚合物絕緣層72,第二高分子聚合物絕緣層74以及第二電極 73。具體地，第一電極71設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層72的第一側(cè)表面上；第二電極73 設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層74的第一側(cè)表面上；其中，第一高分子聚合物絕緣層72的 第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層74的第二側(cè)表面接觸摩擦并在第一電極71和第二 電極73處感應(yīng)出電荷。其中，第一電極71和第二電極73構(gòu)成摩擦發(fā)電機(jī)的兩個(gè)輸出端。 [0075] 為了提高摩擦發(fā)電機(jī)的發(fā)電能力，第一高分子聚合物絕緣層72和第二高分子聚 合物絕緣層74相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)面中的至少一個(gè)面上設(shè)有微納結(jié)構(gòu)。在圖7b中，第一高分 子聚合物絕緣層72的面上設(shè)有微納結(jié)構(gòu)75。因此，當(dāng)摩擦發(fā)電機(jī)受到擠壓時(shí)，第一高分子 聚合物絕緣層72與第二高分子聚合物絕緣層74的相對(duì)表面能夠更好地接觸摩擦，并在第 一電極71和第二電極73處感應(yīng)出較多的電荷。上述的微納結(jié)構(gòu)可參照上文的描述，此處 不再贅述。
[0076] 圖7a和圖7b所示的摩擦發(fā)電機(jī)的工作原理與圖6a和圖6b所示的摩擦發(fā)電機(jī)的 工作原理類似。區(qū)別僅在于，當(dāng)圖7a和圖7b所示的摩擦發(fā)電機(jī)的各層受到擠壓時(shí)，是由第 一高分子聚合物絕緣層72與第二高分子聚合物絕緣層74的表面相互摩擦來(lái)產(chǎn)生靜電荷 的。因此，關(guān)于圖7a和圖7b所示的摩擦發(fā)電機(jī)的工作原理此處不再贅述。
[0077] 圖7a和圖7b所示的摩擦發(fā)電機(jī)主要通過(guò)聚合物(第一高分子聚合物絕緣層)與聚 合物(第二高分子聚合物絕緣層）之間的摩擦來(lái)產(chǎn)生電信號(hào)。
[0078] 在這種結(jié)構(gòu)中，第一電極和第二電極所用材料可以是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米 線膜、金屬或合金，其中金屬可以是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、硒、鐵、錳、鑰、鎢或釩； 合金可以是錯(cuò)合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合 金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。上述兩種結(jié)構(gòu)中，第 一高分子聚合物絕緣層和第二高分子聚合物絕緣層分別選自聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹(shù)脂 薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄 膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、 纖維(再生）海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄 膜、人造纖維薄膜、聚甲基薄膜，甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄 膜、聚異丁烯薄膜、聚氨酯柔性海綿薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄 膜、甲醛苯酚薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、 丙烯腈氯乙烯薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸鹽薄膜中的一種。其中，在第二種結(jié)構(gòu)中，原則上第 一高分子聚合物絕緣層和第二高分子聚合物絕緣層的材質(zhì)可以相同，也可以不同。但是，如 果兩層高分子聚合物絕緣層的材質(zhì)都相同，會(huì)導(dǎo)致摩擦起電的電荷量很小。因此優(yōu)選地，第 一高分子聚合物絕緣層與第二高分子聚合物絕緣層的材質(zhì)不同。
[0079] 在圖7a所示的結(jié)構(gòu)中，第一高分子聚合物絕緣層72與第二高分子聚合物絕緣層 74是正對(duì)貼合，并通過(guò)外側(cè)邊緣的膠布粘貼在一起的，但本發(fā)明不僅限于此。第一高分子 聚合物絕緣層72與第二高分子聚合物絕緣層74之間可以設(shè)置有多個(gè)彈性部件，圖7c示出 了摩擦發(fā)電機(jī)的第二種結(jié)構(gòu)的具有彈性部件作為支撐臂的立體結(jié)構(gòu)示意圖，如圖7c所示， 彈性部件可選為彈簧70,這些彈簧70分布在第一高分子聚合物絕緣層72與第二高分子聚 合物絕緣層74的外側(cè)邊緣，用于形成第一高分子聚合物絕緣層72與第二高分子聚合物絕 緣層74之間的彈性支撐臂。當(dāng)外力作用于摩擦發(fā)電機(jī)時(shí)，摩擦發(fā)電機(jī)受到擠壓，彈簧70被 壓縮，使得第一高分子聚合物絕緣層72與第二高分子聚合物絕緣層74接觸形成摩擦界面； 當(dāng)外力消失時(shí)，彈簧70彈起，使得第一高分子聚合物絕緣層72與第二高分子聚合物絕緣層 74分離，摩擦發(fā)電機(jī)恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。
[0080] 除了上述兩種結(jié)構(gòu)外，摩擦發(fā)電機(jī)還可以采用第三種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，如圖8a和圖8b所 示。圖8a和圖8b分別示出了摩擦發(fā)電機(jī)的第三種結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖和剖面結(jié)構(gòu)示意 圖。從圖中可以看出，第三種結(jié)構(gòu)在第二種結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)居間薄膜層，即：第三 種結(jié)構(gòu)的摩擦發(fā)電機(jī)包括依次層疊設(shè)置的第一電極81、第一高分子聚合物絕緣層82、居間 薄膜層80、第二高分子聚合物絕緣層84以及第二電極83。具體地，第一電極81設(shè)置在第 一高分子聚合物絕緣層82的第一側(cè)表面上；第二電極83設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層 84的第一側(cè)表面上，且居間薄膜層80設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層82的第二側(cè)表面和 第二高分子聚合物絕緣層84的第二側(cè)表面之間。其中，所述居間薄膜層80和第一高分子 聚合物絕緣層82相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)面中的至少一個(gè)面上設(shè)有微納結(jié)構(gòu)85,和/或所述居間薄 膜層80和第二高分子聚合物絕緣層84相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)面中的至少一個(gè)面上設(shè)有微納結(jié)構(gòu) 85,關(guān)于微納結(jié)構(gòu)85的具體設(shè)置方式可參照上文描述，此處不再贅述。
[0081] 圖8a和圖8b所示的摩擦發(fā)電機(jī)的材質(zhì)可以參照前述的第二種結(jié)構(gòu)的摩擦發(fā)電機(jī) 的材質(zhì)進(jìn)行選擇。其中，居間薄膜層也可以選自透明高聚物聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET)、 聚二甲基硅氧烷（PDMS)、聚苯乙烯（PS)、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)、聚碳酸酯（PC)和液晶 高分子聚合物（LCP)中的任意一種。其中，所述第一高分子聚合物絕緣層與第二高分子聚 合物絕緣層的材料優(yōu)選透明高聚物聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET);其中，所述居間薄膜層的 材料優(yōu)選聚二甲基硅氧烷（PDMS)。上述的第一高分子聚合物絕緣層、第二高分子聚合物絕 緣層、居間薄膜層的材質(zhì)可以相同，也可以不同。但是，如果三層高分子聚合物絕緣層的材 質(zhì)都相同，會(huì)導(dǎo)致摩擦起電的電荷量很小，因此，為了提高摩擦效果，居間薄膜層的材質(zhì)不 同于第一高分子聚合物絕緣層和第二高分子聚合物絕緣層，而第一高分子聚合物絕緣層與 第二高分子聚合物絕緣層的材質(zhì)則優(yōu)選相同，這樣，能減少材料種類，使本發(fā)明的制作更加 方便。
[0082] 在圖8a和圖8b所示的實(shí)現(xiàn)方式中，居間薄膜層80是一層聚合物膜，因此實(shí)質(zhì)上 與圖7a和圖7b所示的實(shí)現(xiàn)方式類似，仍然是通過(guò)聚合物(居間薄膜層)和聚合物(第二高分 子聚合物絕緣層）之間的摩擦來(lái)發(fā)電的。其中，居間薄膜層容易制備且性能穩(wěn)定。
[0083] 如果在居間薄膜層和第一高分子聚合物絕緣層相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)面中的至少一個(gè) 面上設(shè)有微納結(jié)構(gòu)，在圖8a所示的結(jié)構(gòu)中，第一高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層是正對(duì) 貼合，并通過(guò)外側(cè)邊緣的膠布粘貼在一起的，但本發(fā)明不僅限于此。第一高分子聚合物絕緣 層與居間薄膜層之間可以設(shè)置有多個(gè)彈性部件，例如彈簧，這些彈簧分布在第一高分子聚 合物絕緣層與居間薄膜層的外側(cè)邊緣，用于形成第一高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層之 間的彈性支撐臂。當(dāng)外力作用于摩擦發(fā)電機(jī)時(shí)，摩擦發(fā)電機(jī)受到擠壓，彈簧被壓縮，使得第 一高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層接觸形成摩擦界面；當(dāng)外力消失時(shí)，彈簧彈起，使得第 一高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層分離，摩擦發(fā)電機(jī)恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。
[0084] 如果在居間薄膜層和第二高分子聚合物絕緣層相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)面中的至少一個(gè) 面上設(shè)有微納結(jié)構(gòu)，在圖8a所示的結(jié)構(gòu)中，第二高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層是正對(duì) 貼合，并通過(guò)外側(cè)邊緣的膠布粘貼在一起的，但本發(fā)明不僅限于此。第二高分子聚合物絕緣 層與居間薄膜層之間可以設(shè)置有多個(gè)彈性部件，例如彈簧，這些彈簧分布在第二高分子聚 合物絕緣層與居間薄膜層的外側(cè)邊緣，用于形成第二高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層之 間的彈性支撐臂。當(dāng)外力作用于摩擦發(fā)電機(jī)時(shí)，摩擦發(fā)電機(jī)受到擠壓，彈簧被壓縮，使得第 二高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層接觸形成摩擦界面；當(dāng)外力消失時(shí)，彈簧彈起，使得第 二高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層分離，摩擦發(fā)電機(jī)恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。
[0085] 可選地，彈性部件可以同時(shí)設(shè)置在居間薄膜層與第一高分子聚合物絕緣層、居間 薄膜層與第二高分子聚合物絕緣層之間。
[0086] 另外，摩擦發(fā)電機(jī)還可以采用第四種結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖9a和圖9b所示，包括：依 次層疊設(shè)置的第一電極91，第一高分子聚合物絕緣層92,居間電極層90,第二高分子聚合 物絕緣層94和第二電極93 ;其中，第一電極91設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層92的第一 側(cè)表面上；第二電極93設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層94的第一側(cè)表面上，居間電極層 90設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層92的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層94的第 二側(cè)表面之間。其中，第一高分子聚合物絕緣層92相對(duì)居間電極層90的面和居間電極層 90相對(duì)第一高分子聚合物絕緣層92的面中的至少一個(gè)面上設(shè)置有微納結(jié)構(gòu)（圖未示);和/ 或，第二高分子聚合物絕緣層94相對(duì)居間電極層90的面和居間電極層90相對(duì)第二高分子 聚合物絕緣層94的面中的至少一個(gè)面上設(shè)置有微納結(jié)構(gòu)（圖未示)。在這種方式中，通過(guò)居 間電極層90與第一高分子聚合物絕緣層92和第二高分子聚合物絕緣層94之間摩擦產(chǎn)生 靜電荷，由此將在居間電極層90與第一電極91和第二電極93之間產(chǎn)生電勢(shì)差，此時(shí)，第一 電極91和第二電極93串聯(lián)為摩擦發(fā)電機(jī)的一個(gè)輸出端；居間電極層90為摩擦發(fā)電機(jī)的另 一個(gè)輸出端。
[0087] 在圖9a和圖9b所示的結(jié)構(gòu)中，第一高分子聚合物絕緣層、第二高分子聚合物絕 緣層、第一電極和第二電極的材質(zhì)可以參照前述的第二種結(jié)構(gòu)的摩擦發(fā)電機(jī)的材質(zhì)進(jìn)行選 擇。居間電極層可以選擇導(dǎo)電薄膜、導(dǎo)電高分子、金屬材料，金屬材料包括純金屬和合金，純 金屬選自金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、硒、鐵、錳、鑰、鎢、釩等，合金可以選自輕合金(錯(cuò) 合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金等)、重有色合金(銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金等)、低烙點(diǎn) 合金(鉛、錫、鎘、鉍、銦、鎵及其合金)、難熔合金(鎢合金、鑰合金、鈮合金、鉭合金等)。居間 電極層的厚度優(yōu)選100 μ m-500 μ m，更優(yōu)選200 μ m。
[0088] 如果第一高分子聚合物絕緣層相對(duì)居間電極層的面和居間電極層相對(duì)第一高分 子聚合物絕緣層的面中的至少一個(gè)面上設(shè)置有微納結(jié)構(gòu)，在圖9a所示的結(jié)構(gòu)中，第一高分 子聚合物絕緣層與居間電極層是正對(duì)貼合，并通過(guò)外側(cè)邊緣的膠布粘貼在一起的，但本發(fā) 明不僅限于此。第一高分子聚合物絕緣層與居間電極層之間可以設(shè)置有多個(gè)彈性部件，例 如彈簧，這些彈簧分布在第一高分子聚合物絕緣層與居間電極層的外側(cè)邊緣，用于形成第 一高分子聚合物絕緣層與居間電極層之間的彈性支撐臂。當(dāng)外力作用于摩擦發(fā)電機(jī)時(shí)，摩 擦發(fā)電機(jī)受到擠壓，彈簧被壓縮，使得第一高分子聚合物絕緣層與居間電極層接觸形成摩 擦界面；當(dāng)外力消失時(shí)，彈簧彈起，使得第一高分子聚合物絕緣層與居間電極層分離，摩擦 發(fā)電機(jī)恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。
[0089] 如果第二高分子聚合物絕緣層相對(duì)居間電極層的面和居間電極層相對(duì)第二高分 子聚合物絕緣層的面中的至少一個(gè)面上設(shè)置有微納結(jié)構(gòu)，在圖9a所示的結(jié)構(gòu)中，第二高分 子聚合物絕緣層與居間電極層是正對(duì)貼合，并通過(guò)外側(cè)邊緣的膠布粘貼在一起的，但本發(fā) 明不僅限于此。第二高分子聚合物絕緣層與居間電極層之間可以設(shè)置有多個(gè)彈性部件，例 如彈簧，這些彈簧分布在第二高分子聚合物絕緣層與居間電極層的外側(cè)邊緣，用于形成第 二高分子聚合物絕緣層與居間電極層之間的彈性支撐臂。當(dāng)外力作用于摩擦發(fā)電機(jī)時(shí)，摩 擦發(fā)電機(jī)受到擠壓，彈簧被壓縮，使得第二高分子聚合物絕緣層與居間電極層接觸形成摩 擦界面；當(dāng)外力消失時(shí)，彈簧彈起，使得第二高分子聚合物絕緣層與居間電極層分離，摩擦 發(fā)電機(jī)恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。
[0090] 可選地，彈性部件可以同時(shí)設(shè)置在居間電極層與第一高分子聚合物絕緣層、居間 電極層與第二高分子聚合物絕緣層之間。
[0091] 本發(fā)明提供的采用摩擦發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及其與太陽(yáng)能板、磁電發(fā)電機(jī)組合 的發(fā)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了風(fēng)能和太陽(yáng)能的雙重收集利用，這不僅節(jié)約了能源，而且清潔環(huán)保，保護(hù) 了環(huán)境。對(duì)于采用摩擦發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，由于摩擦發(fā)電機(jī)本身的發(fā)電效率很高，而使 整個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)有很高的發(fā)電效率，再加上高效的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)最佳的發(fā)電效 率。
[0092] 本發(fā)明的采用摩擦發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)成多種形式，可以根據(jù) 應(yīng)用場(chǎng)所的不同選擇不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，擴(kuò)大了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。
[0093] 本發(fā)明提供的發(fā)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了摩擦發(fā)電機(jī)收集風(fēng)能發(fā)電、磁電發(fā)電機(jī)收集風(fēng)能發(fā) 電與太陽(yáng)能發(fā)電的結(jié)合，三個(gè)高效率的子系統(tǒng)的疊加，使整個(gè)系統(tǒng)的效率得到大幅度的提 高。另外還提供了一種儲(chǔ)能裝置，該儲(chǔ)能裝置設(shè)計(jì)靈活，能自動(dòng)進(jìn)行切換，不僅可以同時(shí)儲(chǔ) 存摩擦發(fā)電機(jī)收集風(fēng)能所發(fā)的電、磁電發(fā)電機(jī)收集風(fēng)能所發(fā)的電與太陽(yáng)能發(fā)的電，還可以 交替儲(chǔ)存摩擦發(fā)電機(jī)收集風(fēng)能所發(fā)的電與太陽(yáng)能發(fā)的電，操作簡(jiǎn)單。
[0094] 最后，需要注意的是：以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實(shí)施例子，當(dāng)然本領(lǐng)域的技術(shù) 人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行改動(dòng)和變型，倘若這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技 術(shù)的范圍之內(nèi)，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括：發(fā)電裝置和儲(chǔ)能裝置； 所述發(fā)電裝置包括：用于將風(fēng)能產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)、固 定軸、至少一組轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂以及多個(gè)固定部件；每組轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂包括至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂，所述至 少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂的一端與固定軸連接，另一端固設(shè)有所述固定部件；屬于同一組的至少一 個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂分布在同一水平面上，且以固定軸為中心呈放射狀排列；每個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)通過(guò) 至少一個(gè)固定部件與所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂連接； 所述儲(chǔ)能裝置與所述摩擦發(fā)電機(jī)的輸出端相連，用于對(duì)所述摩擦發(fā)電機(jī)輸出的電能進(jìn) 行存儲(chǔ)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電裝置包括至少兩組轉(zhuǎn)動(dòng)軸 臂，每個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)通過(guò)至少兩個(gè)固定部件分別與至少兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂連接；其中，所述至少 兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂分屬至少兩個(gè)依次相鄰的組。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述摩擦發(fā)電機(jī)垂直于屬于同一組 的至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂所分布的水平面而設(shè)置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂的一端與固 定軸旋轉(zhuǎn)連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電裝置還包括：至 少一個(gè)太陽(yáng)能板和至少一個(gè)支架；所述支架的一端與所述固定軸連接，所述太陽(yáng)能板固設(shè) 在所述支架上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述支架的一端與所述固定軸活動(dòng) 連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電裝置還包括：至 少一個(gè)磁電發(fā)電機(jī)，所述磁電發(fā)電機(jī)與所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電裝置還包括：至少一個(gè)磁電 發(fā)電機(jī)，所述磁電發(fā)電機(jī)與所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)能裝置包括：第一整流電路、 第一開(kāi)關(guān)控制電路、第一直流/直流控制電路以及儲(chǔ)能電路； 所述第一整流電路與所述至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)的輸出端相連，接收所述至少一個(gè)摩擦 發(fā)電機(jī)輸出的交流脈沖電信號(hào)并對(duì)所述交流脈沖電信號(hào)進(jìn)行整流處理得到直流電壓； 所述第一開(kāi)關(guān)控制電路與所述第一整流電路、所述第一直流/直流控制電路和所述 儲(chǔ)能電路相連，接收所述第一整流電路輸出的直流電壓和所述儲(chǔ)能電路反饋的瞬時(shí)充電電 壓，根據(jù)所述第一整流電路輸出的直流電壓和所述儲(chǔ)能電路反饋的瞬時(shí)充電電壓得到第一 控制信號(hào)，將所述第一控制信號(hào)輸出給所述第一直流/直流控制電路； 所述第一直流/直流控制電路與所述第一整流電路、所述第一開(kāi)關(guān)控制電路和所述儲(chǔ) 能電路相連，根據(jù)所述第一開(kāi)關(guān)控制電路輸出的第一控制信號(hào)對(duì)所述第一整流電路輸出的 直流電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理輸出給所述儲(chǔ)能電路充電，得到瞬時(shí)充電電壓。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)能裝置包括：第一整流電路、 第一開(kāi)關(guān)控制電路、第一直流/直流控制電路、第二開(kāi)關(guān)控制電路、第二直流/直流控制電 路以及儲(chǔ)能電路； 所述第一整流電路與所述至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)的輸出端相連，接收所述至少一個(gè)摩擦 發(fā)電機(jī)輸出的交流脈沖電信號(hào)并對(duì)所述交流脈沖電信號(hào)進(jìn)行整流處理得到直流電壓； 所述第一開(kāi)關(guān)控制電路與所述第一整流電路、所述第一直流/直流控制電路和所述 儲(chǔ)能電路相連，接收所述第一整流電路輸出的直流電壓和所述儲(chǔ)能電路反饋的瞬時(shí)充電電 壓，根據(jù)所述第一整流電路輸出的直流電壓和所述儲(chǔ)能電路反饋的瞬時(shí)充電電壓得到第一 控制信號(hào)，將所述第一控制信號(hào)輸出給所述第一直流/直流控制電路； 所述第一直流/直流控制電路與所述第一整流電路、所述第一開(kāi)關(guān)控制電路和所述儲(chǔ) 能電路相連，根據(jù)所述第一開(kāi)關(guān)控制電路輸出的第一控制信號(hào)對(duì)所述第一整流電路輸出的 直流電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理輸出給所述儲(chǔ)能電路充電，得到瞬時(shí)充電電壓； 所述第二開(kāi)關(guān)控制電路與所述太陽(yáng)能板的輸出端、所述第二直流/直流控制電路和 所述儲(chǔ)能電路相連，接收所述太陽(yáng)能板輸出的直流電壓和所述儲(chǔ)能電路反饋的瞬時(shí)充電電 壓，根據(jù)所述太陽(yáng)能板輸出的直流電壓和所述儲(chǔ)能電路反饋的瞬時(shí)充電電壓得到第二控制 信號(hào)，將所述第二控制信號(hào)輸出給所述第二直流/直流控制電路； 所述第二直流/直流控制電路與所述太陽(yáng)能板的輸出端、所述第二開(kāi)關(guān)控制電路和所 述儲(chǔ)能電路相連，根據(jù)所述第二開(kāi)關(guān)控制電路輸出的第二控制信號(hào)對(duì)所述太陽(yáng)能板輸出的 直流電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理輸出給所述儲(chǔ)能電路充電，得到瞬時(shí)充電電壓。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)能裝置包括：第一開(kāi)關(guān)控制 電路、整流電路、開(kāi)關(guān)電路、第二開(kāi)關(guān)控制電路、直流/直流控制電路和儲(chǔ)能電路； 所述第一開(kāi)關(guān)控制電路與所述太陽(yáng)能板的輸出端和所述至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)相連，接 收所述太陽(yáng)能板輸出的直流電壓，根據(jù)所述太陽(yáng)能板輸出的直流電壓向所述至少一個(gè)摩擦 發(fā)電機(jī)輸出用于控制摩擦發(fā)電機(jī)是否工作的控制信號(hào)； 所述整流電路與所述至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)的輸出端相連，接收所述至少一個(gè)摩擦發(fā)電 機(jī)輸出的交流脈沖電信號(hào)并對(duì)所述交流脈沖信號(hào)進(jìn)行整流處理得到直流電壓； 所述開(kāi)關(guān)電路的控制端與所述太陽(yáng)能板的輸出端相連，根據(jù)所述太陽(yáng)能板輸出的直流 電壓控制所述開(kāi)關(guān)電路的輸入/輸出端與所述太陽(yáng)能板的輸出端或所述整流電路連通； 所述第二開(kāi)關(guān)控制電路與所述開(kāi)關(guān)電路的輸入/輸出端、所述直流/直流控制電路和 所述儲(chǔ)能電路相連，接收所述開(kāi)關(guān)電路的輸入/輸出端輸出的直流電壓和所述儲(chǔ)能電路反 饋的瞬時(shí)充電電壓，根據(jù)所述開(kāi)關(guān)電路的輸入/輸出端輸出的直流電壓和所述儲(chǔ)能電路反 饋的瞬時(shí)充電電壓得到控制信號(hào)，將所述控制信號(hào)輸出給所述直流/直流控制電路； 所述直流/直流控制電路與所述開(kāi)關(guān)電路的輸入/輸出端、所述第二開(kāi)關(guān)控制電路和 所述儲(chǔ)能電路相連，根據(jù)所述第二開(kāi)關(guān)控制電路輸出的控制信號(hào)對(duì)所述開(kāi)關(guān)電路的輸入/ 輸出端輸出的直流電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理輸出給所述儲(chǔ)能電路充電，得到瞬時(shí)充電電壓。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)能裝置包括：第一整流電路、 第一開(kāi)關(guān)控制電路、第一直流/直流控制電路、第三整流電路、第三開(kāi)關(guān)控制電路、第三直 流/直流控制電路以及儲(chǔ)能電路； 所述第一整流電路與所述至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)的輸出端相連，接收所述至少一個(gè)摩擦 發(fā)電機(jī)輸出的交流脈沖電信號(hào)并對(duì)所述至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)輸出的交流脈沖電信號(hào)進(jìn)行 整流處理得到直流電壓； 所述第一開(kāi)關(guān)控制電路與所述第一整流電路、所述第一直流/直流控制電路和所述 儲(chǔ)能電路相連，接收所述第一整流電路輸出的直流電壓和所述儲(chǔ)能電路反饋的瞬時(shí)充電電 壓，根據(jù)所述第一整流電路輸出的直流電壓和所述儲(chǔ)能電路反饋的瞬時(shí)充電電壓得到第一 控制信號(hào)，將所述第一控制信號(hào)輸出給所述第一直流/直流控制電路； 所述第一直流/直流控制電路與所述第一整流電路、所述第一開(kāi)關(guān)控制電路和所述儲(chǔ) 能電路相連，根據(jù)所述第一開(kāi)關(guān)控制電路輸出的第一控制信號(hào)對(duì)所述第一整流電路輸出的 直流電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理輸出給所述儲(chǔ)能電路充電，得到瞬時(shí)充電電壓； 所述第三整流電路與所述至少一個(gè)磁電發(fā)電機(jī)的輸出端相連，接收所述至少一個(gè)磁電 發(fā)電機(jī)輸出的交流電信號(hào)并對(duì)所述至少一個(gè)磁電發(fā)電機(jī)輸出的交流電信號(hào)進(jìn)行整流處理 得到直流電壓； 所述第三開(kāi)關(guān)控制電路與所述第三整流電路、所述第三直流/直流控制電路和所述 儲(chǔ)能電路相連，接收所述第三整流電路輸出的直流電壓和所述儲(chǔ)能電路反饋的瞬時(shí)充電電 壓，根據(jù)所述第三整流電路輸出的直流電壓和所述儲(chǔ)能電路反饋的瞬時(shí)充電電壓得到第三 控制信號(hào)，將所述第三控制信號(hào)輸出給所述第三直流/直流控制電路； 所述第三直流/直流控制電路與所述第三整流電路、所述第三開(kāi)關(guān)控制電路和所述儲(chǔ) 能電路相連，根據(jù)所述第三開(kāi)關(guān)控制電路輸出的第三控制信號(hào)對(duì)所述第三整流電路輸出的 直流電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理輸出給所述儲(chǔ)能電路充電，得到瞬時(shí)充電電壓。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)能裝置包括：第一整流電路、 第一開(kāi)關(guān)控制電路、第一直流/直流控制電路、第二開(kāi)關(guān)控制電路、第二直流/直流控制電 路、第三整流電路、第三開(kāi)關(guān)控制電路、第三直流/直流控制電路以及儲(chǔ)能電路； 所述第一整流電路與所述至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)的輸出端相連，接收所述至少一個(gè)摩擦 發(fā)電機(jī)輸出的交流脈沖電信號(hào)并對(duì)所述至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)輸出的交流脈沖電信號(hào)進(jìn)行 整流處理得到直流電壓； 所述第一開(kāi)關(guān)控制電路與所述第一整流電路、所述第一直流/直流控制電路和所述 儲(chǔ)能電路相連，接收所述第一整流電路輸出的直流電壓和所述儲(chǔ)能電路反饋的瞬時(shí)充電電 壓，根據(jù)所述第一整流電路輸出的直流電壓和所述儲(chǔ)能電路反饋的瞬時(shí)充電電壓得到第一 控制信號(hào)，將所述第一控制信號(hào)輸出給所述第一直流/直流控制電路； 所述第一直流/直流控制電路與所述第一整流電路、所述第一開(kāi)關(guān)控制電路和所述儲(chǔ) 能電路相連，根據(jù)所述第一開(kāi)關(guān)控制電路輸出的第一控制信號(hào)對(duì)所述第一整流電路輸出的 直流電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理輸出給所述儲(chǔ)能電路充電，得到瞬時(shí)充電電壓； 所述第二開(kāi)關(guān)控制電路與所述太陽(yáng)能板的輸出端、所述第二直流/直流控制電路和 所述儲(chǔ)能電路相連，接收所述太陽(yáng)能板輸出的直流電壓和所述儲(chǔ)能電路反饋的瞬時(shí)充電電 壓，根據(jù)所述太陽(yáng)能板輸出的直流電壓和所述儲(chǔ)能電路反饋的瞬時(shí)充電電壓得到第二控制 信號(hào)，將所述第二控制信號(hào)輸出給所述第二直流/直流控制電路； 所述第二直流/直流控制電路與所述太陽(yáng)能板的輸出端、所述第二開(kāi)關(guān)控制電路和所 述儲(chǔ)能電路相連，根據(jù)所述第二開(kāi)關(guān)控制電路輸出的第二控制信號(hào)對(duì)所述太陽(yáng)能板輸出的 直流電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理輸出給所述儲(chǔ)能電路充電，得到瞬時(shí)充電電壓； 所述第三整流電路與所述至少一個(gè)磁電發(fā)電機(jī)的輸出端相連，接收所述至少一個(gè)磁電 發(fā)電機(jī)輸出的交流電信號(hào)并對(duì)所述至少一個(gè)磁電發(fā)電機(jī)輸出的交流電信號(hào)進(jìn)行整流處理 得到直流電壓； 所述第三開(kāi)關(guān)控制電路與所述第三整流電路、所述第三直流/直流控制電路和所述 儲(chǔ)能電路相連，接收所述第三整流電路輸出的直流電壓和所述儲(chǔ)能電路反饋的瞬時(shí)充電電 壓，根據(jù)所述第三整流電路輸出的直流電壓和所述儲(chǔ)能電路反饋的瞬時(shí)充電電壓得到第三 控制信號(hào)，將所述第三控制信號(hào)輸出給所述第三直流/直流控制電路； 所述第三直流/直流控制電路與所述第三整流電路、所述第三開(kāi)關(guān)控制電路和所述儲(chǔ) 能電路相連，根據(jù)所述第三開(kāi)關(guān)控制電路輸出的第三控制信號(hào)對(duì)所述第三整流電路輸出的 直流電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理輸出給所述儲(chǔ)能電路充電，得到瞬時(shí)充電電壓。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9至13任一項(xiàng)所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)能電路包括鋰離 子電池、鎳氫電池、鉛酸電池或超級(jí)電容器。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述摩擦發(fā)電機(jī)包括：依次層疊設(shè) 置的第一電極，第一高分子聚合物絕緣層，以及第二電極；其中，所述第一電極設(shè)置在所述 第一高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上；且所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面 朝向所述第二電極設(shè)置，所述第一電極和第二電極構(gòu)成所述摩擦發(fā)電機(jī)的輸出端。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述第一高分子聚合物絕緣層的 第二側(cè)表面上設(shè)有微納結(jié)構(gòu)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述第一高分子聚合物絕緣層與 所述第二電極之間設(shè)置有多個(gè)彈性部件，所述彈性部件用于在外力的作用下控制所述第一 高分子聚合物絕緣層與所述第二電極接觸和分離。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述摩擦發(fā)電機(jī)進(jìn)一步包括：設(shè)置 在所述第二電極和所述第一高分子聚合物絕緣層之間的第二高分子聚合物絕緣層，所述第 二電極設(shè)置在所述第二高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上；且所述第二高分子聚合物絕 緣層的第二側(cè)表面與所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面相對(duì)設(shè)置。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述第一高分子聚合物絕緣層和 第二高分子聚合物絕緣層相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)面中的至少一個(gè)面上設(shè)有微納結(jié)構(gòu)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述第一高分子聚合物絕緣層與 所述第二高分子聚合物絕緣層之間設(shè)置有多個(gè)彈性部件，所述彈性部件用于在外力的作用 下控制所述第一高分子聚合物絕緣層與所述第二高分子聚合物絕緣層接觸和分離。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述摩擦發(fā)電機(jī)進(jìn)一步包括：設(shè) 置在所述第一高分子聚合物絕緣層和所述第二高分子聚合物絕緣層之間的居間薄膜層，其 中，所述居間薄膜層為聚合物薄膜層，且所述第一高分子聚合物絕緣層相對(duì)所述居間薄膜 層的面和居間薄膜層相對(duì)于第一高分子聚合物絕緣層的面中的至少一個(gè)面上和/或所述 第二高分子聚合物絕緣層相對(duì)所述居間薄膜層的面和居間薄膜層相對(duì)第二高分子聚合物 絕緣層的面中的至少一個(gè)面上設(shè)有微納結(jié)構(gòu)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述第一高分子聚合物絕緣層和 所述居間薄膜層之間設(shè)置有多個(gè)彈性部件，該彈性部件用于在外力的作用下控制所述第一 高分子聚合物絕緣層和所述居間薄膜層接觸和分離； 和/或，所述第二高分子聚合物絕緣層和所述居間薄膜層之間設(shè)置有多個(gè)彈性部件， 該彈性部件用于在外力的作用下控制所述第二高分子聚合物絕緣層和所述居間薄膜層接 觸和分離。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述摩擦發(fā)電機(jī)包括：依次層疊設(shè) 置的第一電極，第一高分子聚合物絕緣層，居間電極層，第二高分子聚合物絕緣層以及第二 電極；其中，所述第一電極設(shè)置在所述第一高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上；所述第 二電極設(shè)置在所述第二高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上，所述居間電極層設(shè)置在所述 第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面與所述第二高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面之 間，且所述第一高分子聚合物絕緣層相對(duì)所述居間電極層的面和居間電極層相對(duì)于第一高 分子聚合物絕緣層的面中的至少一個(gè)面上和/或所述第二高分子聚合物絕緣層相對(duì)所述 居間電極層的面和居間電極層相對(duì)第二高分子聚合物絕緣層的面中的至少一個(gè)面上設(shè)有 微納結(jié)構(gòu)，所述第一電極和第二電極相連后與所述居間電極層構(gòu)成所述摩擦發(fā)電機(jī)的輸出 端。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述第一高分子聚合物絕緣層和 所述居間電極層之間設(shè)置有多個(gè)彈性部件，該彈性部件用于在外力的作用下控制所述第一 高分子聚合物絕緣層和所述居間電極層接觸和分離； 和/或，所述第二高分子聚合物絕緣層和所述居間電極層之間設(shè)置有多個(gè)彈性部件， 該彈性部件用于在外力的作用下控制所述第二高分子聚合物絕緣層和所述居間電極層接 觸和分離。
25. -種發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括：發(fā)電裝置和儲(chǔ)能裝置； 所述發(fā)電裝置包括：用于將風(fēng)能產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)以及 至少一個(gè)磁電發(fā)電機(jī)； 所述儲(chǔ)能裝置與所述摩擦發(fā)電機(jī)的輸出端和所述磁電發(fā)電機(jī)的輸出端相連，用于對(duì)所 述摩擦發(fā)電機(jī)輸出的電能和所述磁電發(fā)電機(jī)輸出的電能進(jìn)行存儲(chǔ)。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電裝置還包括：旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)， 所述至少一個(gè)磁電發(fā)電機(jī)與所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電裝置還包括：固定軸和多 個(gè)固定部件；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括至少一組轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂； 其中，每組轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂包括至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂，所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂的一端與固定軸 連接，另一端固設(shè)有所述固定部件；屬于同一組的至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂分布在同一水平面上， 且以固定軸為中心呈放射狀排列；每個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)通過(guò)至少一個(gè)固定部件與所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂 連接，所述磁電發(fā)電機(jī)與所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂連接。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電裝置包括至少兩組轉(zhuǎn)動(dòng) 軸臂，每個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)通過(guò)至少兩個(gè)固定部件分別與至少兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂連接；其中，所述至 少兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂分屬至少兩個(gè)依次相鄰的組。
29. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述摩擦發(fā)電機(jī)垂直于屬于同一 組的至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂所分布的水平面而設(shè)置。
30. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸臂的一端與 固定軸旋轉(zhuǎn)連接。
31. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電裝置還包括：容納所述至 少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)和至少一個(gè)磁電發(fā)電機(jī)的殼體；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸、至少一個(gè)凸 輪以及扇葉； 其中，所述摩擦發(fā)電機(jī)固設(shè)在所述殼體的內(nèi)壁上；所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一部分位于所述殼體 外部，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的另一部分伸入到所述殼體內(nèi)部；所述至少一個(gè)凸輪固設(shè)在位于所述殼 體內(nèi)部的所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸上；所述扇葉固設(shè)在位于所述殼體外部的所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的端部；所述磁 電發(fā)電機(jī)與所述至少一個(gè)凸輪或所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)凸輪具有多個(gè)凸起部，在所述 扇葉通過(guò)所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)所述凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述多個(gè)凸起部的端部擠壓所述摩擦發(fā)電機(jī)。
33. 根據(jù)權(quán)利要求25至32任一項(xiàng)所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電裝置還包括： 至少一個(gè)太陽(yáng)能板；所述儲(chǔ)能裝置還與所述至少一個(gè)太陽(yáng)能板的輸出端相連，用于對(duì)所述 太陽(yáng)能板的輸出的電能進(jìn)行存儲(chǔ)。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)能裝置包括：第一整流電 路、第一開(kāi)關(guān)控制電路、第一直流/直流控制電路、第二開(kāi)關(guān)控制電路、第二直流/直流控制 電路、第三整流電路、第三開(kāi)關(guān)控制電路、第三直流/直流控制電路以及儲(chǔ)能電路； 所述第一整流電路與所述至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)的輸出端相連，接收所述至少一個(gè)摩擦 發(fā)電機(jī)輸出的交流脈沖電信號(hào)并對(duì)所述至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)輸出的交流脈沖電信號(hào)進(jìn)行 整流處理得到直流電壓； 所述第一開(kāi)關(guān)控制電路與所述第一整流電路、所述第一直流/直流控制電路和所述 儲(chǔ)能電路相連，接收所述第一整流電路輸出的直流電壓和所述儲(chǔ)能電路反饋的瞬時(shí)充電電 壓，根據(jù)所述第一整流電路輸出的直流電壓和所述儲(chǔ)能電路反饋的瞬時(shí)充電電壓得到第一 控制信號(hào)，將所述第一控制信號(hào)輸出給所述第一直流/直流控制電路； 所述第一直流/直流控制電路與所述第一整流電路、所述第一開(kāi)關(guān)控制電路和所述儲(chǔ) 能電路相連，根據(jù)所述第一開(kāi)關(guān)控制電路輸出的第一控制信號(hào)對(duì)所述第一整流電路輸出的 直流電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理輸出給所述儲(chǔ)能電路充電，得到瞬時(shí)充電電壓； 所述第二開(kāi)關(guān)控制電路與所述太陽(yáng)能板的輸出端、所述第二直流/直流控制電路和 所述儲(chǔ)能電路相連，接收所述太陽(yáng)能板輸出的直流電壓和所述儲(chǔ)能電路反饋的瞬時(shí)充電電 壓，根據(jù)所述太陽(yáng)能板輸出的直流電壓和所述儲(chǔ)能電路反饋的瞬時(shí)充電電壓得到第二控制 信號(hào)，將所述第二控制信號(hào)輸出給所述第二直流/直流控制電路； 所述第二直流/直流控制電路與所述太陽(yáng)能板的輸出端、所述第二開(kāi)關(guān)控制電路和所 述儲(chǔ)能電路相連，根據(jù)所述第二開(kāi)關(guān)控制電路輸出的第二控制信號(hào)對(duì)所述太陽(yáng)能板輸出的 直流電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理輸出給所述儲(chǔ)能電路充電，得到瞬時(shí)充電電壓； 所述第三整流電路與所述至少一個(gè)磁電發(fā)電機(jī)的輸出端相連，接收所述至少一個(gè)磁電 發(fā)電機(jī)輸出的交流電信號(hào)并對(duì)所述至少一個(gè)磁電發(fā)電機(jī)輸出的交流電信號(hào)進(jìn)行整流處理 得到直流電壓； 所述第三開(kāi)關(guān)控制電路與所述第三整流電路、所述第三直流/直流控制電路和所述 儲(chǔ)能電路相連，接收所述第三整流電路輸出的直流電壓和所述儲(chǔ)能電路反饋的瞬時(shí)充電電 壓，根據(jù)所述第三整流電路輸出的直流電壓和所述儲(chǔ)能電路反饋的瞬時(shí)充電電壓得到第三 控制信號(hào)，將所述第三控制信號(hào)輸出給所述第三直流/直流控制電路； 所述第三直流/直流控制電路與所述第三整流電路、所述第三開(kāi)關(guān)控制電路和所述儲(chǔ) 能電路相連，根據(jù)所述第三開(kāi)關(guān)控制電路輸出的第三控制信號(hào)對(duì)所述第三整流電路輸出的 直流電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理輸出給所述儲(chǔ)能電路充電，得到瞬時(shí)充電電壓。
【文檔編號(hào)】H02N1/04GK104124888SQ201310158837
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月28日
【發(fā)明者】徐傳毅, 張勇平 申請(qǐng)人:納米新能源（唐山）有限責(zé)任公司