本發(fā)明涉及發(fā)電技術領域，特別是涉及一種運動場地發(fā)電裝置及發(fā)電方法。

背景技術：

目前，我國主要采用的發(fā)電類型是水力發(fā)電和火力發(fā)電。水力發(fā)電的基本原理是利用水位落差，配合水輪發(fā)電機產(chǎn)生電力，也就是利用水的位能轉為水輪的機械能，再以機械能推動發(fā)電機，而得到電力。水力發(fā)電以水位落差的天然條件，有效的利用流力工程及機械物理等，精心搭配以達到最高的發(fā)電量，供人們使用?；鹆Πl(fā)電一般是指利用石油、煤炭和天然氣等燃料燃燒時產(chǎn)生的熱能來加熱水，使水變成高溫、高壓水蒸氣，然后再由水蒸氣推動發(fā)電機來發(fā)電的方式。

發(fā)明人在進行本發(fā)明時發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術存在以下缺點：火力發(fā)電污染大，資源浪費嚴重，而且燃燒燃料將排出二氧化碳和硫的氧化物，因此會導致溫室效應和酸雨，惡化地球環(huán)境。水電站的建設是要淹沒大量土地的，有可能破壞生態(tài)環(huán)境，水力資源也是有限的，并且要受季節(jié)的影響。

技術實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術問題

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種運動場地發(fā)電裝置及發(fā)電方法，以達到減少有害污染物的產(chǎn)生、減少浪費地球資源以及節(jié)能減排的目的。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種運動場地發(fā)電裝置，其特征在于，所述裝置包括運動場地和儲能裝置；

所述運動場地將運動員作用于其上的動能通過形變轉換為電能；

所述儲能裝置存儲所述運動場地產(chǎn)生的電能。

其中，所述運動場地表面采用壓電材料。

其中，所述壓電材料連接有用于導出電能的多根電線。

其中，所述壓電材料包括壓電單晶體、多晶壓電陶瓷或高分子物性型傳感材料。

其中，所述壓電單晶體包括石英、酒石酸鉀鈉；所述多晶壓電陶瓷包括鈦酸鋇、鈮鎂酸鉛；所述高分子物性型傳感材料包括聚偏二氟乙烯。

其中，在所述運動場地和所述儲能裝置之間連接有DC/DC轉換器，用于將所述運動場地產(chǎn)生的電能轉換為固定電壓后，傳輸?shù)剿鰞δ苎b置中。

本發(fā)明還提供一種運動場地發(fā)電方法，所述方法包括以下步驟：

接收運動員在運動時作用于運動場地的動能；

將所述動能轉換為電能；

存儲電能。

其中，通過壓電材料的形變，將所述動能轉換為電能。

其中，所述壓電材料包括壓電單晶體、多晶壓電陶瓷或高分子物性型傳感材料。

其中，將所述運動場地產(chǎn)生的電能通過DC/DC轉換器轉換為固定電壓后，傳輸?shù)剿鰞δ苎b置中。

(三)有益效果

本發(fā)明通過運動場地面形變進行發(fā)電，并聯(lián)合儲能裝置實現(xiàn)機械能-電能轉換、儲存及利用，將人運動所消耗的力轉為電能以供利用，沒有有害污染物的產(chǎn)生，可以有效達到重復利用能量、減少浪費地球資源以及節(jié)能減排的目的。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1的一種運動場地發(fā)電裝置的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例2的一種運動場地發(fā)電裝置的結構圖；

圖3是本發(fā)明實施例2的壓電材料的發(fā)電原理圖；

圖4是本發(fā)明實施例的一種運動場地發(fā)電方法的流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

實施例1

本發(fā)明實施例的一種運動場地發(fā)電裝置的結構如圖1所示，所述裝置包括運動場地11和儲能裝置12，所述運動場地11和儲能裝置12電連接；所述運動場地11將運動員作用于其上的動能通過形變轉換為電能；所述儲能裝置12存儲所述運動場地產(chǎn)生的電能。

所述運動場地11表面采用壓電材料，所述壓電材料連接有用于導出電能的多根電線。本實施例中，所述壓電材料可以采用壓電單晶體、多晶壓電陶瓷或高分子物性型傳感材料等。其中所述壓電單晶體包括石英、酒石酸鉀鈉等；所述多晶壓電陶瓷包括鈦酸鋇、鈮鎂酸鉛等；所述高分子物性型傳感材料包括聚偏二氟乙烯等。

實施例2

本發(fā)明實施例的一種運動場地發(fā)電裝置的結構如圖2所示，所述裝置包括運動場地、DC/DC(Direct Current/Direct Current，直流電/直流電)轉換器和儲能裝置，所述DC/DC轉換器分別與運動場地和儲能裝置電連接；所述運動場地將運動員作用于其上的動能通過形變轉換為電能，所述DC/DC轉換器將所述運動場地產(chǎn)生的電能轉換為固定電壓后，傳輸?shù)剿鰞δ苎b置中，所述儲能裝置存儲所述運動場地產(chǎn)生的電能。

本實施例中，利用壓電材料具有可使機械能與電能互換的壓電效應的現(xiàn)象，在運動場地的塑膠跑道、地板等中加入壓電材料，以數(shù)根電線分別與壓電材料表面連接，再與DC-DC轉換器與儲能裝置連接。

其中本發(fā)明實施例的壓電材料的發(fā)電原理圖如圖3所示。當壓電材料受到壓力產(chǎn)生形變的同時將形變能量轉化成電能，通過DC-DC轉換器將輸出電壓轉變?yōu)槎ㄖ?，儲能裝置用于儲存運動場地產(chǎn)生的電能。

本實施例通過運動場地面形變進行發(fā)電，并聯(lián)合DC-DC轉換器和儲能裝置實現(xiàn)機械能-電能轉換、儲存及利用，將人運動所消耗的力轉為電能以供利用，可以有效達到重復利用能量、減少浪費地球資源以及節(jié)能減排的目的。

實施例3

本實施例與實施例2相近，與實施例2的不同之處在于所述儲能裝置通過光感應開關與路燈連接，所述路燈用于為所述運動場地照明。所述光感應開關用于當光線充足時斷開所述儲能裝置與路燈的連接，當光線不足時將所述儲能裝置與路燈連接；所述儲能裝置為所述路燈供電。

本實施例將人運動所消耗的力轉為電能，沒有有害污染物的產(chǎn)生；可將轉化、儲存的電能供路燈等用電設備使用；并根據(jù)運動場地的光線強度進行路燈的打開和關閉。

實施例4

本實施例與實施例1相近，與實施例1的不同之處在于：本實施例中所述壓電材料與所述電線通過導電混合物連接，所述導電混合物包括35％重量份的銅、53％重量份的鋁、7％重量份的鎳和5％重量份的稀土元素氧化物。本實施例通過所述導電混合物連接壓電材料與電線，能有效降低導電阻抗，提高電能利用率，節(jié)約電能；并能提高壓電材料與電線的連接強度，不容易被運動員損壞，增加了運動場地的使用壽命。

實施例5

本發(fā)明實施例的一種運動場地發(fā)電方法如圖4所示，所述方法包括以下步驟：

步驟s401，接收運動員在運動時作用于運動場地的動能。

步驟s402，將所述動能轉換為電能。本實施例通過壓電材料的形變，將所述動能轉換為電能。所述壓電材料包括壓電單晶體、多晶壓電陶瓷或高分子物性型傳感材料；其中所述壓電單晶體包括石英、酒石酸鉀鈉等；所述多晶壓電陶瓷包括鈦酸鋇、鈮鎂酸鉛等；所述高分子物性型傳感材料包括聚偏二氟乙烯等。

步驟s403，存儲電能。本實施例通過儲能裝置對電能進行存儲。

實施例6

本實施例與實施例5相近，與實施例5的不同之處在于：在步驟s402和步驟s403之間，還包括將所述運動場地產(chǎn)生的電能通過DC/DC轉換器轉換為固定電壓后，傳輸?shù)絻δ苎b置中。

實施例7

本實施例與實施例5和實施例6相近，與實施例5和實施例6的不同之處在于：在步驟s401之前，還包括設置運動場地。所述設置運動場地的過程具體包括以下步驟：

將35％重量份的銅、53％重量份的鋁和7％重量份的鎳混合后熔解，生成熔解液；

將5％重量份的稀土元素氧化物加入所述溶解液，生成混合液；

將壓電材料的正極面與第一電線集的一端浸入所述混合液，然后使所述混合液進行冷卻凝固；

將壓電材料的負極面與第二電線集的一端浸入所述混合液，然后使所述混合液進行冷卻凝固；

將壓電材料設置在運動場地上；本實施例中是將壓電材料設置在運動場地的塑膠跑道、地板等中；

將所述第一電線集和第二電線集的另一端連接到儲能裝置或DC/DC轉換器。

本發(fā)明所述的運動場地，不限于傳統(tǒng)意義的田徑場地、足球場、籃球場、羽毛球場等，還包括操場、廣場舞場地等。

本發(fā)明通過運動場地面形變進行發(fā)電，并聯(lián)合儲能裝置實現(xiàn)機械能-電能轉換、儲存及利用，將人運動所消耗的力轉為電能以供利用，沒有有害污染物的產(chǎn)生，可以有效達到重復利用能量、減少浪費地球資源以及節(jié)能減排的目的。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應視為本發(fā)明的保護范圍。