采用納米摩擦發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電組合系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種采用納米摩擦發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電組合系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽能組件和儲能裝置；風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括至少一個納米摩擦發(fā)電機(jī)；太陽能組件由多個太陽能電池組成，多個太陽能電池以串聯(lián)或并聯(lián)方式連接形成太陽能組件的至少兩個輸出端，其中每個太陽能電池為由半導(dǎo)體材料所形成的PN結(jié)式結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換單元；儲能裝置與納米摩擦發(fā)電機(jī)的輸出端和太陽能組件的至少兩個輸出端相連，用于對納米摩擦發(fā)電機(jī)輸出的電能和太陽能組件輸出的電能進(jìn)行存儲。本實用新型提供的系統(tǒng)實現(xiàn)了風(fēng)能和太陽能的雙重收集利用，并且由于納米摩擦發(fā)電機(jī)微型化、薄膜化，進(jìn)而使得整個發(fā)電系統(tǒng)重量減小，同時成本得到了極大的降低。
【專利說明】采用納米摩擦發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電組合系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及納米【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種采用納米摩擦發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電組合系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在日常生活中，人們利用風(fēng)力發(fā)電或太陽能發(fā)電為較常見的方法。其中，風(fēng)力發(fā)電的原理是利用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再通過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(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)，便可以開始發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，因為風(fēng)力發(fā)電不需要使用燃料，也不會產(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，同時在運輸和安裝的過程中，給用戶帶來了極大的不便。太陽能發(fā)電將太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能，此方法能量轉(zhuǎn)化率高，但應(yīng)用時間范圍小，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，其時間局限性較強(qiáng)，在多天無風(fēng)的情況下則無法進(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，但是目前同時使用兩種設(shè)備發(fā)電時，需要人工切換，不僅繁瑣而且達(dá)不到良好的效果。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的發(fā)明目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種采用納米摩擦發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電組合系統(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、運輸和安裝困難的問題。
[0004]本實用新型提供了一種采用納米摩擦發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電組合系統(tǒng)，包括:風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽能組件和儲能裝置；所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括用于將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的至少一個納米摩擦發(fā)電機(jī)；所述太陽能組件由多個太陽能電池組成，所述多個太陽能電池以串聯(lián)或并聯(lián)方式連接形成太陽能組件的至少兩個輸出端，其中每個太陽能電池為由半導(dǎo)體材料所形成的PN結(jié)式結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換單元；所述儲能裝置與所述納米摩擦發(fā)電機(jī)的輸出端和所述太陽能組件的至少兩個輸出端相連，用于對所述納米摩擦發(fā)電機(jī)輸出的電能和所述太陽能組件輸出的電能進(jìn)行存儲。
[0005]本實用新型提供的采用納米摩擦發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電與太陽能發(fā)電組合的發(fā)電系統(tǒng)實現(xiàn)了風(fēng)能和太陽能的雙重收集利用，這不僅節(jié)約了能源，而且清潔環(huán)保，保護(hù)了環(huán)境。對于采用納米摩擦發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，由于納米摩擦發(fā)電機(jī)本身的發(fā)電效率很高，而使整個風(fēng)力發(fā)電機(jī)有很高的發(fā)電效率，再加上高效的設(shè)計結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了一個最佳的發(fā)電效率；同時，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)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，實現(xiàn)高功率發(fā)電。另外，由于納米摩擦發(fā)電機(jī)微型化、薄膜化，進(jìn)而使得整個發(fā)電系統(tǒng)重量減小，同時成本得到了極大的降低。
【專利附圖】

【附圖說明】[0006]圖1a和圖1b為本實用新型提供的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電組合系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的示例一的兩種不同截面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0007]圖2a和圖2b為本實用新型提供的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電組合系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的示例二的兩種不同截面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖3a為本實用新型提供的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電組合系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的示例三的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖3b和圖3c為本實用新型提供的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電組合系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)電機(jī)示例三中納米摩擦發(fā)電機(jī)的一種設(shè)置方式的示意圖；
[0010]圖4為本實用新型提供的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電組合系統(tǒng)的一實施例的電路原理示意圖；
[0011]圖5為本實用新型提供的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電組合系統(tǒng)的又一實施例的電路原理示意圖；
[0012]圖6a和圖6b分別示出了納米摩擦發(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；
[0013]圖7a至圖7b分別示出了納米摩擦發(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；
[0014]圖7c示出了納米摩擦發(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；
[0015]圖8a和圖8b分別示出了納米摩擦發(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；
[0016]圖9a和圖9b分別示出了納米摩擦發(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。
【具體實施方式】
[0017]為充分了解本實用新型之目的、特征及功效，借由下述具體的實施方式，對本實用新型做詳細(xì)說明，但本實用新型并不僅僅限于此。
[0018]針對現(xiàn)有技術(shù)中風(fēng)力發(fā)電機(jī)體積龐大、成本高昂、運輸和安裝困難的問題，本實用新型提供了一種采用納米摩擦發(fā)電機(jī)作為核心部件的風(fēng)力發(fā)電機(jī)與太陽能發(fā)電系統(tǒng)組合形成的發(fā)電系統(tǒng)。該發(fā)電系統(tǒng)具體包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽能組件和儲能裝置。其中風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括用于將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的至少一個納米摩擦發(fā)電機(jī)；太陽能組件由多個太陽能電池組成，這些太陽能電池以串聯(lián)或并聯(lián)的方式連接形成太陽能組件的至少兩個輸出端，每個太陽能電池為由半導(dǎo)體材料所形成的PN結(jié)式結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換單元；儲能裝置與納米摩擦發(fā)電機(jī)的輸出端和太陽能組件的至少兩個輸出端相連，用于對納米摩擦發(fā)電機(jī)輸出的電能和太陽能組件輸出的電能進(jìn)行存儲。該發(fā)電系統(tǒng)的工作原理是:當(dāng)風(fēng)吹動納米摩擦發(fā)電機(jī)時，納米摩擦發(fā)電機(jī)會產(chǎn)生機(jī)械形變，從而產(chǎn)生交流脈沖電信號，儲能裝置將此交流脈沖電信號進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖儞Q后進(jìn)行存儲；并且，在適合的條件下，太陽能組件能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)換為電能，存儲在儲能裝置中，以備外部用電設(shè)備的使用。
[0019]在本實用新型提供的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電組合系統(tǒng)中，太陽能組件是利用太陽能來發(fā)電的裝置。具體地，太陽能組件由多個太陽能電池組成，這些太陽能電池以串聯(lián)或并聯(lián)的方式連接，并且形成太陽能組件的至少兩個輸出端。其中，太陽能電池是一種光電半導(dǎo)體薄片，它只要被光照到，瞬間即可輸出電壓及電流。具體地，太陽能電池為由半導(dǎo)體材料所形成的PN結(jié)式結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換單元，當(dāng)太陽光照到半導(dǎo)體PN結(jié)上時，形成新的空穴-電子對，在PN結(jié)電場的作用下，光生空穴流向P區(qū)，光生電子流向N區(qū)，接通電路后就形成電流。由于單個太陽能電池的輸出的電流很小，不能直接作為電源使用，故將多個太陽能電池經(jīng)過串聯(lián)或并聯(lián)后即可向外電路輸出滿足蓄電要求的電流?？蛇x地，上述PN結(jié)是由摻雜半導(dǎo)體材料所形成的結(jié)構(gòu)，或者，上述PN結(jié)是半導(dǎo)體薄膜或其它薄膜材料的結(jié)構(gòu)。本實用新型中，太陽能電池可為晶體硅太陽能電池或薄膜太陽能電池。晶體硅太陽能電池的生產(chǎn)設(shè)備成本相對較低，但設(shè)備能耗及電池成本較高，光電轉(zhuǎn)換效率很高，適于室外陽光下發(fā)電；薄膜太陽能電池的生產(chǎn)設(shè)備成本較高，但設(shè)備能耗和電池成本很低，光電轉(zhuǎn)化效率低于晶體硅太陽能電池，但弱光效應(yīng)非常好，在普通燈光下也可發(fā)電。
[0020]上述多個太陽能電池串聯(lián)或并聯(lián)在一起所形成的是太陽能電池板，為了保護(hù)太陽能電池板不受外界環(huán)境的影響，太陽能組件還可以包括保護(hù)體。對于一般的太陽能電池，保護(hù)體可為保護(hù)板，對于薄膜太陽能電池，保護(hù)體可為保護(hù)膜。以保護(hù)板為鋼化玻璃為例，通過粘結(jié)劑太陽能電池被粘結(jié)固定在鋼化玻璃上，粘結(jié)劑可選為EVA (乙烯-醋酸乙烯共聚物)，再通過粘結(jié)劑將背板與太陽能電池封裝在一起構(gòu)成太陽能組件，其中背板的作用是密封、絕緣和防水。
[0021]上述太陽能組件的輸出端與儲能裝置連接，太陽能組件能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)換為電能，存儲在儲能裝置中，以備外部用電設(shè)備的使用。
[0022]在本實用新型提供的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電組合系統(tǒng)中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)是利用風(fēng)能發(fā)電的裝置。具體地，風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括:用于將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的至少一個納米摩擦發(fā)電機(jī)及容納至少一個納米摩擦發(fā)電機(jī)的殼體，納米摩擦發(fā)電機(jī)與殼體的內(nèi)壁連接或者納米摩擦發(fā)電機(jī)固設(shè)在所述殼體的內(nèi)壁上。上述太陽能組件可固設(shè)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的殼體的外壁上，也可以單獨設(shè)置，由此組成一個風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電組合的發(fā)電系統(tǒng)。
[0023]下面通過幾個具體的示例對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行詳細(xì)介紹。
[0024]示例一
[0025]圖1a和圖1b為本實用新型提供的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電組合系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的示例一的兩種不同截面的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1a和圖1b所示，風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括4個納米摩擦發(fā)電機(jī)10、容納這些納米摩擦發(fā)電機(jī)10的殼體14和固定軸11。本實用新型對納米摩擦發(fā)電機(jī)的個數(shù)不作限制，納米摩擦發(fā)電機(jī)的具體結(jié)構(gòu)將在后面詳細(xì)描述。固定軸11的一部分位于殼體14外部，另一部分穿過殼體14的底壁15伸入到殼體14內(nèi)部。本示例中，第一彈性部件和第二彈性部件均為彈簧，每個納米摩擦發(fā)電機(jī)10通過一個彈簧12與殼體14的內(nèi)側(cè)壁連接，同時通過一個彈簧13與固定軸11連接。殼體14的內(nèi)側(cè)壁上固設(shè)有至少一個固定部件16，每個納米摩擦發(fā)電機(jī)10通過彈簧12與對應(yīng)的固定部件16連接。固定部件16為可選部件，如果沒有固定部件16，每個納米摩擦發(fā)電機(jī)10通過彈簧12直接與殼體14的內(nèi)側(cè)壁連接。
[0026]在圖1a和圖1b所示的結(jié)構(gòu)中，殼體14為圓柱形結(jié)構(gòu)，但本實用新型對此不做限制，殼體14可以為其它任意的柱形結(jié)構(gòu)。為了能使風(fēng)從納米摩擦發(fā)電機(jī)的正表面吹過，殼體14可以為一槽體，即殼體14沒有頂壁，風(fēng)可以直接灌入到殼體14內(nèi)部；或者，殼體14具有頂壁，但頂壁上具有多個通孔，風(fēng)可以從通孔吹進(jìn)殼體14內(nèi)部。上述太陽能組件可固設(shè)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的殼體的外壁上，也可以單獨設(shè)置，由此組成一個風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電組合的發(fā)電系統(tǒng)。
[0027]圖1a和圖1b所示的發(fā)電裝置的工作原理是:當(dāng)風(fēng)從納米摩擦發(fā)電機(jī)10的正表面方向吹過時，一部分風(fēng)能帶動納米摩擦發(fā)電機(jī)10產(chǎn)生機(jī)械形變，從而產(chǎn)生電能；另一部分風(fēng)能帶動彈簧12和13產(chǎn)生形變，從而使得這部分風(fēng)能轉(zhuǎn)化為彈簧12和13的彈性勢能，而后帶動納米摩擦發(fā)電機(jī)10持續(xù)振動發(fā)電，從而提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率。
[0028]需要說明的是，本實用新型對上述彈簧12和13的個數(shù)不做限制，即每個納米摩擦發(fā)電機(jī)可通過多個彈簧與殼體的內(nèi)側(cè)壁(或固定部件)連接，也可通過多個彈簧與固定軸連接。
[0029]示例二
[0030]圖2a和圖2b為本實用新型提供的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電組合系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的示例二的兩種不同截面的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2a和圖2b所示，風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括多個納米摩擦發(fā)電機(jī)10、容納這些納米摩擦發(fā)電機(jī)10的殼體20、轉(zhuǎn)動軸21、多個凸輪22以及扇葉23。本實用新型對納米摩擦發(fā)電機(jī)的個數(shù)不作限制，納米摩擦發(fā)電機(jī)的具體結(jié)構(gòu)將在后面詳細(xì)描述。
[0031]本實用新型中，殼體20為柱形結(jié)構(gòu)。圖2a和圖2b所示的殼體20為一正四棱柱結(jié)構(gòu)。多個納米摩擦發(fā)電機(jī)10均勻分布在殼體20的4個側(cè)壁上。
[0032]轉(zhuǎn)動軸21的一部分位于殼體20外部，這部分轉(zhuǎn)動軸的端部固設(shè)有扇葉23。轉(zhuǎn)動軸21的另一部分位于殼體20內(nèi)部，這部分轉(zhuǎn)動軸的端部抵至殼體20的底壁。
[0033]如圖2b所示，位于殼體內(nèi)部的轉(zhuǎn)動軸21上固設(shè)有多個凸輪22，多個凸輪22間隔設(shè)置，每個凸輪用來擠壓與其對應(yīng)的4個納米摩擦發(fā)電機(jī)。具體地，每個凸輪具有多個凸起部，如圖2a所示，凸輪22具有3個凸起部24，該凸起部24的頂端到轉(zhuǎn)動軸21的距離略大于納米摩擦發(fā)電機(jī)10到轉(zhuǎn)動軸21的距離，這樣在凸輪22轉(zhuǎn)動過程中，凸輪22的凸起部24的端部就會接觸并擠壓納米摩擦發(fā)電機(jī)10。在圖2b中，凸輪22的凸起部沒有接觸到納米摩擦發(fā)電機(jī)10，此時凸輪22的凸起部的端部還未到達(dá)這兩個側(cè)壁上的納米摩擦發(fā)電機(jī)。
[0034]上述殼體20可以為一槽體，即殼體20沒有頂壁，這樣一部分風(fēng)可以直接灌入到殼體20內(nèi)部，這部分風(fēng)吹過納米摩擦發(fā)電機(jī)也能帶動納米摩擦發(fā)電機(jī)產(chǎn)生一定的機(jī)械形變，從而產(chǎn)生電能。或者，殼體20具有頂壁，轉(zhuǎn)動軸21的另一部分穿過殼體20的頂壁伸入到殼體20內(nèi)部。上述太陽能組件可固設(shè)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的殼體的外壁上，也可以單獨設(shè)置，由此組成一個風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電組合的發(fā)電系統(tǒng)。
[0035]圖2a和圖2b所示的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理是:當(dāng)風(fēng)吹過時，會使扇葉23轉(zhuǎn)動，扇葉23帶動轉(zhuǎn)動軸21轉(zhuǎn)動，進(jìn)一步的轉(zhuǎn)動軸21帶動多個凸輪22轉(zhuǎn)動，凸輪22在轉(zhuǎn)動過程中其凸起部的端部擠壓納米摩擦發(fā)電機(jī)10，使納米摩擦發(fā)電機(jī)10產(chǎn)生機(jī)械形變，從而產(chǎn)生電能。
[0036]示例三
[0037]圖3a為本實用新型提供的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電組合系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的示例三的立體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3a所示,風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括上夾壁25、下夾壁26、設(shè)置在上夾壁25和下夾壁26之間的多個支撐臂27、固設(shè)在上夾壁25和下夾壁26上的至少一個納米摩擦發(fā)電機(jī)。由于納米摩擦發(fā)電機(jī)固設(shè)在上夾壁25和下夾壁26的內(nèi)側(cè)表面上，因此圖3a中并未示出。上夾壁和下夾壁以及兩者之間的支撐臂構(gòu)成風(fēng)力發(fā)電機(jī)的殼體。
[0038]如圖3a所示，多個支撐臂27沿著上夾壁25和下夾壁26的兩個相對的長邊緣而設(shè)置，相鄰的兩個支撐臂之間形成通風(fēng)口。其中，沿著上夾壁25和下夾壁26的每一個長邊緣而設(shè)置的相鄰的支撐臂之間形成的是出風(fēng)口 28，在圖3a中沿著上夾壁25和下夾壁26的短邊緣并未設(shè)置支撐臂，因而上夾壁25和下夾壁26的短邊緣之間形成進(jìn)風(fēng)口 29。圖3a未示出的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的另一個長邊緣和短邊緣的結(jié)構(gòu)與示出的結(jié)構(gòu)是對稱相同的。需要說明的是，圖3a僅為一具體的例子，本實用新型不僅限于此，所述支撐臂可以靈活設(shè)置，其目的是為了形成通風(fēng)口。
[0039]圖3b和圖3c為本實用新型提供的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電組合系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)電機(jī)示例三中納米摩擦發(fā)電機(jī)的一種設(shè)置方式的示意圖。如圖3b和圖3c所示,上夾壁25上固設(shè)有I個納米摩擦發(fā)電機(jī)101，下夾壁26上固設(shè)有I個納米摩擦發(fā)電機(jī)102，納米摩擦發(fā)電機(jī)101和102相對設(shè)置，納米摩擦發(fā)電機(jī)101和102都呈向內(nèi)拱起的拱形結(jié)構(gòu)。當(dāng)風(fēng)吹過納米摩擦發(fā)電機(jī)時，這樣的拱形結(jié)構(gòu)更易于使納米摩擦發(fā)電機(jī)發(fā)生變形，從而提高發(fā)電效率。
[0040]本實用新型對固設(shè)在上夾壁和下夾壁上的納米摩擦發(fā)電機(jī)的個數(shù)不做限制。固設(shè)在上夾壁上的納米摩擦發(fā)電機(jī)可為多個，固設(shè)在下夾壁上的納米摩擦發(fā)電機(jī)可為多個，固設(shè)在上夾壁上的納米摩擦發(fā)電機(jī)與固設(shè)在下夾壁上的納米摩擦發(fā)電機(jī)一一相對設(shè)置。
[0041 ] 上述太陽能組件可固設(shè)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的上夾壁或下夾壁的外壁上，也可以單獨設(shè)置，由此組成一個風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電組合的發(fā)電系統(tǒng)。
[0042]上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理是:當(dāng)風(fēng)從通風(fēng)口吹入上夾壁和下夾壁之間時，納米摩擦發(fā)電機(jī)會因風(fēng)的吹動受到擠壓而產(chǎn)生機(jī)械形變，從而產(chǎn)生電能，納米摩擦發(fā)電機(jī)可以為拱形結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率。
[0043]基于上述太陽能組件和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的任意一種結(jié)構(gòu)，下面將進(jìn)一步介紹整個發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理。
[0044]圖4為本實用新型提供的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電組合系統(tǒng)的一實施例的電路原理示意圖。如圖4所示，儲能裝置包括:整流電路30、第一開關(guān)控制電路31、第一直流/直流控制電路32、儲能電路33以及第二開關(guān)控制電路41和第二直流/直流控制電路42。
[0045]其中，整流電路30與納米摩擦發(fā)電機(jī)10的輸出端相連，整流電路30接收納米摩擦發(fā)電機(jī)10輸出的交流脈沖電信號，對該交流脈沖電信號進(jìn)行整流處理得到直流電壓Ul ；第一開關(guān)控制電路31與整流電路30、第一直流/直流控制電路32和儲能電路33相連，第一開關(guān)控制電路31接收整流電路30輸出的直流電壓Ul和儲能電路33反饋的瞬時充電電壓U2，根據(jù)該直流電壓Ul和瞬時充電電壓U2得到第一控制信號SI，將第一控制信號SI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與整流電路30、第一開關(guān)控制電路31和儲能電路33相連，第一直流/直流控制電路32根據(jù)第一開關(guān)控制電路31輸出的第一控制信號SI對整流電路30輸出的直流電壓Ul進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理輸出給儲能電路33充電，得到瞬時充電電壓U2。
[0046]第二開關(guān)控制電路41與太陽能組件40的輸出端、第二直流/直流控制電路42和儲能電路33相連，第二開關(guān)控制電路41接收太陽能組件40輸出的直流電壓U3和儲能電路33反饋的瞬時充電電壓U2，根據(jù)直流電壓U3和瞬時充電電壓U2得到第二控制信號S2，將第二控制信號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與太陽能組件40的輸出端、第二開關(guān)控制電路41和儲能電路33相連，第二直流/直流控制電路42根據(jù)第二開關(guān)控制電路41輸出的第二控制信號S2對太陽能組件40輸出的直流電壓U3進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理輸出給儲能電路33充電，得到瞬時充電電壓U2。
[0047]圖4所示的電路的工作原理是:當(dāng)風(fēng)力作用于納米摩擦發(fā)電機(jī)10時，會使納米摩擦發(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。整流電路30接收到該交流脈沖電信號后，對其進(jìn)行整流處理，得到單向脈動的直流電壓U1。第一開關(guān)控制電路31接收整流電路30輸出的直流電壓Ul和儲能電路33反饋的瞬時充電電壓U2后，將直流電壓Ul和瞬時充電電壓U2分別與儲能電路33的充滿電壓UO進(jìn)行比較，如果直流電壓Ul高于充滿電壓UO且瞬時充電電壓U2低于充滿電壓U0,此時第一開關(guān)控制電路31輸出第一控制信號SI，控制第一直流/直流控制電路32將整流電路30輸出的直流電壓Ul進(jìn)行降壓處理，輸出給儲能電路33進(jìn)行充電，得到瞬時充電電壓U2 ;如果直流電壓Ul低于等于充滿電壓UO且瞬時充電電壓U2低于充滿電壓U0,此時第一開關(guān)控制電路31輸出第一控制信號SI,控制第一直流/直流控制電路32將整流電路30輸出的直流電壓Ul進(jìn)行升壓處理，輸出給儲能電路33進(jìn)行充電，得到瞬時充電電壓U2 ;又如果瞬時充電電壓U2等于或短時高于充滿電壓U0,不管直流電壓Ul高于或低于充滿電壓U0,此時第一開關(guān)控制電路31輸出第一控制信號SI，控制第一直流/直流控制電路32使其停止為儲能電路33充電。當(dāng)太陽光照射到太陽能組件40上時，太陽能組件40會將光能轉(zhuǎn)換為直流電能，輸出直流電壓U3。第二開關(guān)控制電路41接收太陽能組件40輸出的直流電壓U3和儲能電路33反饋的瞬時充電電壓U2后，將直流電壓U3和瞬時充電電壓U2分別與儲能電路33的充滿電壓UO進(jìn)行比較，如果直流電壓U3高于充滿電壓UO且瞬時充電電壓U2低于充滿電壓U0，此時第二開關(guān)控制電路41輸出第二控制信號S2，控制第二直流/直流控制電路42將太陽能組件40輸出的直流電壓U3進(jìn)行降壓處理，輸出給儲能電路33進(jìn)行充電，得到瞬時充電電壓U2 ;如果直流電壓U3低于等于充滿電壓UO且瞬時充電電壓U2低于充滿電壓U0，此時第二開關(guān)控制電路41輸出第二控制信號S2，控制第二直流/直流控制電路42將太陽能組件40輸出的直流電壓U3進(jìn)行升壓處理，輸出給儲能電路33進(jìn)行充電，得到瞬時充電電壓U2 ;又如果瞬時充電電壓U2等于或短時高于充滿電壓U0，不管直流電壓U3高于或低于充滿電壓U0，此時第二開關(guān)控制電路41輸出第二控制信號S2，控制第二直流/直流控制電路42使其停止為儲能電路33充電。上述控制方式僅為一個具體的例子，本實用新型對此不做限制，也可采用其他的控制方式為儲能電路充電。
[0048]可選地，儲能電路33可以為鋰離子電池、鎳氫電池、鉛酸電池或超級電容器等儲能元件。
[0049]圖4所示的發(fā)電系統(tǒng)的特點是采用太陽能組件和納米摩擦發(fā)電機(jī)同時為儲能電路進(jìn)行充電，其中納米摩擦發(fā)電機(jī)收集風(fēng)能，太陽能組件收集太陽能，這兩個高效率的系統(tǒng)疊加在一起，使整個系統(tǒng)的效率得以大幅度的提升。納米摩擦發(fā)電機(jī)作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)的核心部件能夠?qū)L(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，由于納米摩擦發(fā)電機(jī)本身的發(fā)電效率很高，使整個風(fēng)力發(fā)電機(jī)有很高的發(fā)電效率，再加上高效的設(shè)計結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了一個最佳的發(fā)電效率。同時，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，實現(xiàn)發(fā)電系統(tǒng)的微型化；也可以加工至較大尺寸，實現(xiàn)高功率發(fā)電。另外，由于納米摩擦發(fā)電機(jī)微型化、薄膜化，進(jìn)而使得整個發(fā)電系統(tǒng)重量減小，同時成本得到了極大的降低。
[0050]圖5為本實用新型提供的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電組合系統(tǒng)的又一實施例的電路原理示意圖。如圖5所示，儲能裝置包括:第一開關(guān)控制電路51、整流電路52、開關(guān)電路53、第二開關(guān)控制電路54、直流/直流控制電路55和儲能電路56。
[0051]其中第一開關(guān)控制電路51與太陽能組件50的輸出端、納米摩擦發(fā)電機(jī)10相連，第一開關(guān)控制電路51接收太陽能組件50輸出的直流電壓U4,根據(jù)直流電壓U4向納米摩擦發(fā)電機(jī)10輸出用于控制納米摩擦發(fā)電機(jī)是否工作的控制信號S3。整流電路52與納米摩擦發(fā)電機(jī)10的輸出端相連，整流電路52接收納米摩擦發(fā)電機(jī)10輸出的交流脈沖電信號，對該交流脈沖電信號進(jìn)行整流處理得到直流電壓U5。開關(guān)電路53的控制端與太陽能組件50的輸出端相連，根據(jù)太陽能組件50輸出的直流電壓U4控制開關(guān)電路53的輸入/輸出端與太陽能組件50的輸出端或整流電路52連通。如果開關(guān)電路53的輸入/輸出端與太陽能組件50的輸出端連通,那么開關(guān)電路53的輸入/輸出端輸出的直流電壓U6等于U4 ;如果開關(guān)電路53的輸入/輸出端與整流電路52連通，那么開關(guān)電路53的輸入/輸出端輸出的直流電壓U6等于U5。第二開關(guān)控制電路54與開關(guān)電路53的輸入/輸出端、直流/直流控制電路55和儲能電路56相連，第二開關(guān)控制電路54接收開關(guān)電路53的輸入/輸出端輸出的直流電壓U6和儲能電路56反饋的瞬時充電電壓U7，根據(jù)直流電壓U6和瞬時充電電壓U7得到控制信號S4,將控制信號S4輸出給直流/直流控制電路55。直流/直流控制電路55與開關(guān)電路53的輸入/輸出端、第二開關(guān)控制電路54和儲能電路56相連，根據(jù)第二開關(guān)控制電路54輸出的控制信號S4對開關(guān)電路53的輸入/輸出端輸出的直流電壓U6進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理輸出給儲能電路56充電，得到瞬時充電電壓U7。
[0052]圖5所示的電路的工作原理是:當(dāng)太陽光照射到太陽能組件50上時，太陽能組件50會將光能轉(zhuǎn)換為直流電能，輸出直流電壓U4。開關(guān)電路53的控制端和第一開關(guān)控制電路51會同時接收到該直流電壓U4，將直流電壓U4與預(yù)先配置在開關(guān)電路53和第一開關(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，，開關(guān)電路53控制其輸入/輸出端與太陽能組件50的輸出端連通，與此同時第一開關(guān)控制電路51向納米摩擦發(fā)電機(jī)10輸出用于控制納米摩擦發(fā)電機(jī)10停止工作的控制信號S3 ;如果U4小于U’，第一開關(guān)控制電路51向納米摩擦發(fā)電機(jī)10輸出用于控制納米摩擦發(fā)電機(jī)10繼續(xù)工作的控制信號S3，與此同時開關(guān)電路53控制其輸入/輸出端與整流電路52連通。第二開關(guān)控制電路54接收開關(guān)電路53的輸入/輸出端輸出的直流電壓U6和儲能電路56反饋的瞬時充電電壓U7后，將直流電壓U6和瞬時充電電壓U7分別與儲能電路56的充滿電壓UO進(jìn)行比較，如果直流電壓U6高于充滿電壓UO且瞬時充電電壓U7低于充滿電壓U0，此時第二開關(guān)控制電路54輸出控制信號S4,控制直流/直流控制電路55將開關(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，輸出給儲能電路56進(jìn)行充電，得到瞬時充電電壓U7 ;如果直流電壓U6低于等于充滿電壓UO且瞬時充電電壓U7低于充滿電壓U0，此時第二開關(guān)控制電路54輸出控制信號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，輸出給儲能電路56進(jìn)行充電，得到瞬時充電電壓U7 ;又如果瞬時充電電壓U7等于或短時高于充滿電壓UO，不管直流電壓U6高于或低于充滿電壓UO，此時第二開關(guān)控制電路54輸出控制信號S4，控制直流/直流控制電路55使其停止為儲能電路56充電。上述控制方式僅為一個具體的例子，本實用新型對此不做限制，也可采用其他的控制方式為儲能電路充電。[0053]可選地，儲能電路56可以為鋰離子電池、鎳氫電池、鉛酸電池或超級電容器等儲能元件。
[0054]圖5所示的發(fā)電系統(tǒng)的特點是采用太陽能組件和納米摩擦發(fā)電機(jī)交替為儲能電路進(jìn)行充電，其中納米摩擦發(fā)電機(jī)收集風(fēng)能，太陽能組件收集太陽能。這種電路設(shè)計靈活，能夠根據(jù)實際情況自動切換，在太陽能充足的情況下，采用太陽能組件為儲能電路進(jìn)行充電，并且使納米摩擦發(fā)電機(jī)停止工作，延長了納米摩擦發(fā)電機(jī)及整流電路的使用壽命；在太陽能不足的情況下，采用納米摩擦發(fā)電機(jī)為儲能電路進(jìn)行充電，大大提高了整個系統(tǒng)的發(fā)電效率。
[0055]下面將詳細(xì)介紹自充電超級電容器中的納米摩擦發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。
[0056]納米摩擦發(fā)電機(jī)的第一種結(jié)構(gòu)如圖6a和圖6b所示。圖6a和圖6b分別示出了納米摩擦發(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。該納米摩擦發(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)成納米摩擦發(fā)電機(jī)的兩個輸出端。
[0057]為了提高納米摩擦發(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)納米摩擦發(fā)電機(jī)受到擠壓時，第一高分子聚合物絕緣層62與第二電極63的相對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。
[0058]上述的微納結(jié)構(gòu)64具體可以采取如下兩種可能的實現(xiàn)方式:第一種方式為，該微納結(jié)構(gòu)是微米級或納米級的非常小的凹凸結(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)是納米級孔狀結(jié)構(gòu)，此時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)，且其相對第二電極的面上設(shè)有多個納米孔。其中，每個納米孔的尺寸，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IO-1OOnm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。
[0059]下面具體介紹一下圖6a和圖6b所示的納米摩擦發(fā)電機(jī)的工作原理。當(dāng)該納米摩擦發(fā)電機(jī)的各層受到擠壓時，納米摩擦發(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)電勢差。由于第一電極61和第二電極63作為納米摩擦發(fā)電機(jī)的輸出端與儲能裝置連接，儲能裝置構(gòu)成納米摩擦發(fā)電機(jī)的外電路，納米摩擦發(fā)電機(jī)的兩個輸出端之間相當(dāng)于被外電路連通。當(dāng)該納米摩擦發(fā)電機(jī)的各層恢復(fù)到原來狀態(tài)時，這時形成在第一電極和第二電極之間的內(nèi)電勢消失，此時已平衡的第一電極和第二電極之間將再次產(chǎn)生反向的電勢差。通過反復(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。
[0060]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所示的納米摩擦發(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、猛、鑰、鶴或鑰;；合金可以是招合金、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，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。
[0061]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貼合，并通過外側(cè)邊緣的膠布粘貼在一起的，但本實用新型不僅限于此。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)外力作用于納米摩擦發(fā)電機(jī)時，納米摩擦發(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，彈簧彈起，使得第一高分子聚合物絕緣層與第二電極分離，納米摩擦發(fā)電機(jī)恢復(fù)到原來的狀態(tài)。
[0062]納米摩擦發(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分別示出了納米摩擦發(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。該納米摩擦發(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)成納米摩擦發(fā)電機(jī)的兩個輸出端。
[0063]為了提高納米摩擦發(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相對設(shè)置的兩個面中的至少一個面上設(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)納米摩擦發(fā)電機(jī)受到擠壓時，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。
[0064]圖7a和圖7b所示的納米摩擦發(fā)電機(jī)的工作原理與圖6a和圖6b所示的納米摩擦發(fā)電機(jī)的工作原理類似。區(qū)別僅在于，當(dāng)圖7a和圖7b所示的納米摩擦發(fā)電機(jī)的各層受到擠壓時，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的表面相互摩擦來產(chǎn)生靜電荷的。因此，關(guān)于圖7a和圖7b所示的納米摩擦發(fā)電機(jī)的工作原理此處不再贅述。[0065]圖7a和圖7b所示的納米摩擦發(fā)電機(jī)主要通過聚合物(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)之間的摩擦來產(chǎn)生電信號。
[0066]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；合金可以是招合金、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。
[0067]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是正對貼合，并通過外側(cè)邊緣的膠布粘貼在一起的，但本實用新型不僅限于此。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)置有多個彈性部件，圖7c示出了納米摩擦發(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)外力作用于納米摩擦發(fā)電機(jī)時，納米摩擦發(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，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，納米摩擦發(fā)電機(jī)恢復(fù)到原來的狀態(tài)。
[0068]除了上述兩種結(jié)構(gòu)外，納米摩擦發(fā)電機(jī)還可以采用第三種結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，如圖8a和圖8b所示。圖8a和圖8b分別示出了納米摩擦發(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)上增加了一個居間薄膜層，即:第三種結(jié)構(gòu)的納米摩擦發(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相對設(shè)置的兩個面中的至少一個面上設(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相對設(shè)置的兩個面中的至少一個面上設(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。
[0069]圖8a和圖8b所示的納米摩擦發(fā)電機(jī)的材質(zhì)可以參照前述的第二種結(jié)構(gòu)的納米摩擦發(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，使本實用新型的制作更加方便。
[0070]在圖8a和圖Sb所示的實現(xiàn)方式中，居間薄膜層80是一層聚合物膜，因此實質(zhì)上與圖7a和圖7b所示的實現(xiàn)方式類似，仍然是通過聚合物(居間薄膜層)和聚合物(第二高分子聚合物絕緣層)之間的摩擦來發(fā)電的。其中，居間薄膜層容易制備且性能穩(wěn)定。
[0071]如果在居間薄膜層和第一高分子聚合物絕緣層相對設(shè)置的兩個面中的至少一個面上設(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貼合，并通過外側(cè)邊緣的膠布粘貼在一起的，但本實用新型不僅限于此。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)外力作用于納米摩擦發(fā)電機(jī)時，納米摩擦發(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，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，納米摩擦發(fā)電機(jī)恢復(fù)到原來的狀態(tài)。
[0072]如果在居間薄膜層和第二高分子聚合物絕緣層相對設(shè)置的兩個面中的至少一個面上設(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貼合，并通過外側(cè)邊緣的膠布粘貼在一起的，但本實用新型不僅限于此。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)外力作用于納米摩擦發(fā)電機(jī)時，納米摩擦發(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，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，納米摩擦發(fā)電機(jī)恢復(fù)到原來的狀態(tài)。
[0073]可選地，彈性部件可以同時設(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。
[0074]另外，納米摩擦發(fā)電機(jī)還可以采用第四種結(jié)構(gòu)來實現(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相對居間電極層90的面和居間電極層90相對第一高分子聚合物絕緣層92的面中的至少一個面上設(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相對居間電極層90的面和居間電極層90相對第二高分子聚合物絕緣層94的面中的至少一個面上設(shè)置有微納結(jié)構(gòu)(圖未示)。在這種方式中，通過居間電極層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)生電勢差,此時,第一電極91和第二電極93串聯(lián)為納米摩擦發(fā)電機(jī)的一個輸出端；居間電極層90為納米摩擦發(fā)電機(jī)的另一個輸出端。
[0075]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)的納米摩擦發(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(招合金、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)、低熔點合金(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。
[0076]如果第一高分子聚合物絕緣層相對居間電極層的面和居間電極層相對第一高分子聚合物絕緣層的面中的至少一個面上設(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貼合，并通過外側(cè)邊緣的膠布粘貼在一起的，但本實用新型不僅限于此。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)外力作用于納米摩擦發(fā)電機(jī)時，納米摩擦發(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，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，納米摩擦發(fā)電機(jī)恢復(fù)到原來的狀態(tài)。
[0077]如果第二高分子聚合物絕緣層相對居間電極層的面和居間電極層相對第二高分子聚合物絕緣層的面中的至少一個面上設(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貼合，并通過外側(cè)邊緣的膠布粘貼在一起的，但本實用新型不僅限于此。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)外力作用于納米摩擦發(fā)電機(jī)時，納米摩擦發(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，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，納米摩擦發(fā)電機(jī)恢復(fù)到原來的狀態(tài)。
[0078]可選地，彈性部件可以同時設(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。
[0079]本實用新型提供的采用納米摩擦發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電與太陽能發(fā)電組合的發(fā)電系統(tǒng)實現(xiàn)了風(fēng)能和太陽能的雙重收集利用，這不僅節(jié)約了能源，而且清潔環(huán)保，保護(hù)了環(huán)境。對于采用納米摩擦發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，由于納米摩擦發(fā)電機(jī)本身的發(fā)電效率很高，而使整個風(fēng)力發(fā)電機(jī)有很高的發(fā)電效率，再加上高效的設(shè)計結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了一個最佳的發(fā)電效率。
[0080]本實用新型的采用納米摩擦發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)可以設(shè)計成多種形式，可以根據(jù)應(yīng)用場所的不同選擇不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計，擴(kuò)大了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的應(yīng)用范圍。
[0081]本實用新型提供的發(fā)電系統(tǒng)實現(xiàn)了納米摩擦發(fā)電機(jī)收集風(fēng)能發(fā)電與太陽能發(fā)電的結(jié)合，兩個聞效率的子系統(tǒng)的置加，使整個系統(tǒng)的效率得到大幅度的提聞。另外還提供了一種儲能裝置，該儲能裝置設(shè)計靈活，能自動進(jìn)行切換，不僅可以同時儲存納米摩擦發(fā)電機(jī)收集風(fēng)能所發(fā)的電與太陽能發(fā)的電，還可以交替儲存納米摩擦發(fā)電機(jī)收集風(fēng)能所發(fā)的電與太陽能發(fā)的電，操作簡單。
[0082]最后，需要注意的是:以上列舉的僅是本實用新型的具體實施例子，當(dāng)然本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進(jìn)行改動和變型，倘若這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，均應(yīng)認(rèn)為是本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種采用納米摩擦發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電組合系統(tǒng)，其特征在于，包括:風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽能組件和儲能裝置； 所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括用于將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的至少一個納米摩擦發(fā)電機(jī)； 所述太陽能組件由多個太陽能電池組成，所述多個太陽能電池以串聯(lián)或并聯(lián)方式連接形成太陽能組件的至少兩個輸出端，其中每個太陽能電池為由半導(dǎo)體材料所形成的PN結(jié)式結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換單元； 所述儲能裝置與所述納米摩擦發(fā)電機(jī)的輸出端和所述太陽能組件的至少兩個輸出端相連，用于對所述納米摩擦發(fā)電機(jī)輸出的電能和所述太陽能組件輸出的電能進(jìn)行存儲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述PN結(jié)是半導(dǎo)體薄膜的結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能組件還包括保護(hù)體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述保護(hù)體為保護(hù)板或保護(hù)膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)還包括容納至少一個納米摩擦發(fā)電機(jī)的殼體，所述至少一個納米摩擦發(fā)電機(jī)與所述殼體的內(nèi)壁連接或者所述至少一個納米摩擦發(fā)電機(jī)固設(shè)在所述殼體的內(nèi)壁上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)還包括:固定軸；所述固定軸的一部分位于所述殼體外部，所述固定軸的另一部分穿過所述殼體的底壁伸入到所述殼體內(nèi)部；每個納米摩擦發(fā)電機(jī)通過至少一個第一彈性部件與所述殼體的內(nèi)側(cè)壁連接，且通過至少一個第二彈性部件與所述固定軸連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述殼體的內(nèi)側(cè)壁上固設(shè)有至少一個固定部件，所述每個納米摩擦發(fā)電機(jī)通過至少一個第一彈性部件與對應(yīng)的固定部件連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的系統(tǒng),其特征在于,所述殼體為一槽體。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述殼體具有頂壁，且所述頂壁上具有多個通孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一彈性部件和第二彈性部件均為彈黃。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)還包括:轉(zhuǎn)動軸、至少一個凸輪以及扇葉；其中，所述至少一個納米摩擦發(fā)電機(jī)固設(shè)在所述殼體的內(nèi)壁上；所述轉(zhuǎn)動軸的一部分位于所述殼體外部，所述轉(zhuǎn)動軸的另一部分伸入到所述殼體內(nèi)部；所述至少一個凸輪固設(shè)在位于所述殼體內(nèi)部的所述轉(zhuǎn)動軸上；所述扇葉固設(shè)在位于所述殼體外部的所述轉(zhuǎn)動軸的端部。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，每個凸輪具有多個凸起部，在所述扇葉通過所述轉(zhuǎn)動軸帶動所述凸輪轉(zhuǎn)動時，所述多個凸起部的端部擠壓所述納米摩擦發(fā)電機(jī)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述殼體為一槽體。
14.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述殼體具有頂壁，所述轉(zhuǎn)動軸的另一部分穿過所述殼體的頂壁伸入到所述殼體內(nèi)部。
15.根據(jù)權(quán)利要求6或11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述殼體為柱形結(jié)構(gòu)。
16.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述殼體包括:上夾壁和下夾壁、設(shè)置在所述上夾壁和下夾壁之間的多個支撐臂；所述至少一個納米摩擦發(fā)電機(jī)固設(shè)在所述上夾壁和/或下夾壁上；所述多個支撐臂沿著所述上夾壁和下夾壁的兩個相對的邊緣而設(shè)置，相鄰的兩個支撐臂之間形成通風(fēng)口。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述納米摩擦發(fā)電機(jī)呈向內(nèi)拱起的拱形結(jié)構(gòu)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個支撐臂沿著所述上夾壁和下夾壁的兩個相對的長邊緣而設(shè)置。
19.根據(jù)權(quán)利要求16或17或18所述的系統(tǒng)，其特征在于，固設(shè)在所述上夾壁上的納米摩擦發(fā)電機(jī)為一個，固設(shè)在所述下夾壁上的納米摩擦發(fā)電機(jī)為一個，這兩個納米摩擦發(fā)電機(jī)相對設(shè)置。
20.根據(jù)權(quán)利要求16或17或18所述的系統(tǒng)，其特征在于，固設(shè)在所述上夾壁上的納米摩擦發(fā)電機(jī)為多個，固設(shè)在所述下夾壁上的納米摩擦發(fā)電機(jī)為多個，固設(shè)在所述上夾壁上的納米摩擦發(fā)電機(jī)與固設(shè)在所述下夾壁上的納米摩擦發(fā)電機(jī)一一相對設(shè)置。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述儲能裝置包括:整流電路、第一開關(guān)控制電路、第一直流/直流控制電路、第二開關(guān)控制電路、第二直流/直流控制電路以及儲能電路； 所述整流電路與所述至少一個納米摩擦發(fā)電機(jī)的輸出端相連，接收所述至少一個納米摩擦發(fā)電機(jī)輸出的交流脈沖電信號并對所述交流脈沖電信號進(jìn)行整流處理得到直流電壓； 所述第一開關(guān)控制電路與所述整流電路、所述第一直流/直流控制電路和所述儲能電路相連，接收所述整流電路輸出的直流電壓和所述儲能電路反饋的瞬時充電電壓，根據(jù)所述整流電路輸出的直流電壓和所述儲能電路反饋的瞬時充電電壓得到第一控制信號，將所述第一控制信號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整流電路、所述第一開關(guān)控制電路和所述儲能電路相連，根據(jù)所述第一開關(guān)控制電路輸出的第一控制信號對所述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能電路充電，得到瞬時充電電壓； 所述第二開關(guān)控制電路與所述太陽能組件的至少兩個輸出端、所述第二直流/直流控制電路和所述儲能電路相連，接收所述太陽能組件輸出的直流電壓和所述儲能電路反饋的瞬時充電電壓，根據(jù)所述太陽能組件輸出的直流電壓和所述儲能電路反饋的瞬時充電電壓得到第二控制信號，將所述第二控制信號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能組件的至少兩個輸出端、所述第二開關(guān)控制電路和所述儲能電路相連，根據(jù)所述第二開關(guān)控制電路輸出的第二控制信號對所述太陽能組件輸出的直流電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理輸出給所述儲能電路充電，得到瞬時充電電壓。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述儲能裝置包括:第一開關(guān)控制電路、整流電路、開關(guān)電路、第二開關(guān)控制電路、直流/直流控制電路和儲能電路； 所述第一開關(guān)控制電路與所述太陽能組件的至少兩個輸出端和所述至少一個納米摩擦發(fā)電機(jī)相連，接收所述太陽能組件輸出的直流電壓，根據(jù)所述太陽能組件輸出的直流電壓向所述至少一個納米摩擦發(fā)電機(jī)輸出用于控制納米摩擦發(fā)電機(jī)是否工作的控制信號； 所述整流電路與所述至少一個納米摩擦發(fā)電機(jī)的輸出端相連，接收所述至少一個納米摩擦發(fā)電機(jī)輸出的交流脈沖電信號并對所述交流脈沖信號進(jìn)行整流處理得到直流電壓； 所述開關(guān)電路的控制端與所述太陽能組件的輸出端相連，根據(jù)所述太陽能組件輸出的直流電壓控制所述開關(guān)電路的輸入/輸出端與所述太陽能組件的至少兩個輸出端或所述整流電路連通； 所述第二開關(guān)控制電路與所述開關(guān)電路的輸入/輸出端、所述直流/直流控制電路和所述儲能電路相連，接收所述開關(guān)電路的輸入/輸出端輸出的直流電壓和所述儲能電路反饋的瞬時充電電壓，根據(jù)所述開關(guān)電路的輸入/輸出端輸出的直流電壓和所述儲能電路反饋的瞬時充電電壓得到控制信號，將所述控制信號輸出給所述直流/直流控制電路； 所述直流/直流控制電路與所述開關(guān)電路的輸入/輸出端、所述第二開關(guān)控制電路和所述儲能電路相連，根據(jù)所述第二開關(guān)控制電路輸出的控制信號對所述開關(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能電路充電，得到瞬時充電電壓。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述儲能電路為鋰離子電池、鎳氫電池、鉛酸電池或超級電容器。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述納米摩擦發(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)成所述納米摩擦發(fā)電機(jī)的輸出端。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(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)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(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。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述納米摩擦發(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)表面相對設(shè)置。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(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設(shè)置的兩個面中的至少一個面上設(shè)有微納結(jié)構(gòu)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(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。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述納米摩擦發(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所述居間薄膜層的面和居間薄膜層相對于第一高分子聚合物絕緣層的面中的至少一個面上和/或所述第二高分子聚合物絕緣層相對所述居間薄膜層的面和居間薄膜層相對第二高分子聚合物絕緣層的面中的至少一個面上設(shè)有微納結(jié)構(gòu)。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的系統(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。
32.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述納米摩擦發(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所述居間電極層的面和居間電極層相對于第一高分子聚合物絕緣層的面中的至少一個面上和/或所述第二高分子聚合物絕緣層相對所述居間電極層的面和居間電極層相對第二高分子聚合物絕緣層的面中的至少一個面上設(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)成所述納米摩擦發(fā)電機(jī)的輸出端。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的系統(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。`
【文檔編號】H02N1/04GK203377814SQ201320212586
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月22日
【發(fā)明者】徐傳毅, 張勇平 申請人:納米新能源（唐山）有限責(zé)任公司