CN104660093B - 发电装置和发电*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发电装置和发电***,发电装置包括:至少一个风向袋和至少一个摩擦发电机;所述风向袋包括相对设置的第一开口和第二开口、以及沿所述第一开口至所述第二开口延伸方向的通风道,且所述第一开口的面积大于所述第二开口的面积;所述摩擦发电机设置于所述通风道内;每个所述摩擦发电机包括至少一层自由层和至少一层固定层;所述固定层固定安装于所述风向袋上;所述自由层具有延伸部和至少两个连接部,所述自由层通过所述连接部连接在所述风向袋上,所述自由层的延伸部与所述固定层之间形成摩擦界面。本发明提供的发电装置和发电***,有利于收集风能,能够进一步提高风力发电效率。
Description
技术领域
本发明涉及电能技术领域,更具体地说,涉及一种发电装置和发电***。
背景技术
摩擦发电机自问世以来就受到人们的广泛关注,其高电压、高灵敏性、柔性好、低成本、易制作的特性使其具有广泛的应用前景。摩擦发电机具有独特的工作方式,能够对环境中的振动能量进行收集和转换,如动物运动时的振动、风能等。
现有技术中的基于摩擦发电机的风力发电装置,包括:摩擦发电机以及支撑至少一个摩擦发电机的支撑部件,摩擦发电机为平板状,风力作用于摩擦发电机使其摩擦产生电能。然而,平板状的摩擦发电机不利于收集风能,导致风力发电效率较低。
发明内容
本发明的发明目的是针对现有技术的缺陷,提出一种发电装置,用以解决现有技术中摩擦发电机不利于收集风能,导致风力发电效率较低的问题。
根据本发明的一个方面,提供一种发电装置,包括:至少一个风向袋和至少一个摩擦发电机;
所述风向袋包括相对设置的第一开口和第二开口、以及沿所述第一开口至所述第二开口延伸方向的通风道,且所述第一开口的面积大于所述第二开口的面积;
所述摩擦发电机设置于所述通风道内;每个所述摩擦发电机包括至少一层自由层和至少一层固定层;所述固定层固定安装于所述风向袋上;所述自由层具有延伸部和至少两个连接部,所述自由层通过所述连接部连接在所述风向袋上,所述自由层的延伸部与所述固定层之间形成摩擦界面。
可选地,所述自由层的延伸部与所述固定层之间形成的摩擦空间正对所述第一开口至所述第二开口的延伸方向。
可选地,所述连接部位于所述延伸部的两端;
所述延伸部的最大可振动幅度大于或等于所述延伸部两端的两个连接部所在平面与所述固定层之间的最大距离。
可选地,所述风向袋为一个;
所述固定层整体固定安装于所述风向袋的内壁上,或者,所述固定层的两端固定安装于所述风向袋的内壁上;
所述自由层的连接部连接在所述风向袋的内壁上。
可选地,所述风向袋为至少两个,各个所述风向袋的尺寸逐渐减小,相邻的两个所述风向袋为第一风向袋和第二风向袋,其中所述第一风向袋的尺寸大于所述第二风向袋的尺寸,所述第二风向袋套设于所述第一风向袋之内,所述第一风向袋和所述第二风向袋之间形成所述通风道;
在每相邻的所述第一风向袋和所述第二风向袋之间形成的所述通风道内,都设置有至少一个所述摩擦发电机。
可选地,所述固定层整体固定安装于所述第一风向袋的内壁或所述第二风向袋的外壁上;
所述自由层的两个所述连接部连接在所述第一风向袋的内壁上或所述第二风向袋的外壁上。
根据本发明的另一个方面,提供一种发电***,包括本发明上述发电装置,还包括:储能装置;储能装置与发电装置的摩擦发电机的输出端相连,用于对摩擦发电机输出的电能进行存储。
本发明提供的发电装置和发电***,将摩擦发电机制备在两端开口的风向袋中,当风从风向袋中吹过时,摩擦发电机能有效地收集风能,能够进一步提高风力发电效率。本发明的这种结构中摩擦发电机脱离了对刚性支撑板的依赖,大大降低了整个装置的重量。
附图说明
图1a为本发明实施例一中发电装置的立体结构示意图;
图1b为本发明实施例一中发电装置的侧向剖面示意图;
图1c为本发明实施例一中摩擦发电机的正向剖面示意图;
图2a为本发明实施例一中示例一的发电装置的正向剖面示意图;
图2b为本发明实施例一中示例二的发电装置的正向剖面示意图;
图2c为本发明实施例一中示例三的发电装置的正向剖面示意图;
图2d为本发明实施例一中示例四的发电装置的正向剖面示意图;
图2e为本发明实施例一中示例五的发电装置的正向剖面示意图;
图2f为本发明实施例一中示例九的发电装置的正向剖面示意图;
图2g为本发明实施例一中示例十一的发电装置的正向剖面示意图;
图3a为本发明实施例二中发电装置的立体结构示意图;
图3b为本发明实施例二中发电装置的侧向剖面示意图;
图3c为本发明实施例二中摩擦发电机的正向剖面示意图;
图3d为本发明实施例二中示例十五的发电装置的正向剖面示意图;
图3e为本发明实施例二中示例十六的发电装置的正向剖面示意图;
图3f为本发明实施例二中示例十七的发电装置的正向剖面示意图;
图3g为本发明实施例二中示例十九的发电装置的正向剖面示意图;
图3h为本发明实施例二中示例二十三的发电装置的正向剖面示意图;
图3i为本发明实施例二中示例二十五的发电装置的正向剖面示意图;
图4a为本发明实施例三中发电***的立体结构示意图;
图4b为本发明实施例三中发电***的侧向剖面示意图。
具体实施方式
为充分了解本发明之目的、特征及功效,借由下述具体的实施方式,对本发明做详细说明,但本发明并不仅仅限于此。
针对现有技术中摩擦发电机不利于收集风能,导致风力发电效率较低的问题,本发明提供了一种发电装置,图1a为本发明实施例一中发电装置的立体结构示意图,图1b为本发明实施例一中发电装置的侧向剖面示意图,图1c为本发明实施例一中摩擦发电机的正向剖面示意图,如图1a、1b和1c所示,发电装置包括:风向袋1和多个摩擦发电机2。
风向袋包括相对设置的第一开口101和第二开口102、以及沿第一开口至第二开口延伸方向的通风道3,且第一开口101的面积大于第二开口102的面积。
摩擦发电机2设置于通风道3内;每个摩擦发电机2包括至少一层自由层201和至少一层固定层202;固定层202固定安装于风向袋1上;自由层201具有延伸部2011和设置在延伸部2011两端的两个连接部2012,自由层201通过连接部2012连接在风向袋1上,自由层201的延伸部2011与固定层202之间形成摩擦界面。
可选的,延伸部2011和连接部2012可以为多个,且每个延伸部2011的两端各设置有一个连接部2012。
在延伸部两端各设置一个连接部的好处是:相比仅在延伸部一端设置连接部的情况,可以防止自由层折叠而导致自由层不能够有效震动的问题。
通过本发明实施例一的发电装置,使风从风向袋中穿过,从而对摩擦发电机产生风力作用,通过摩擦使摩擦发电机产生电能,有利于收集风能。由于风向袋的第一开口的面积大于第二开口的面积,能够在风穿过风向袋时,使风向袋自动调整方向,风速最大的方向始终垂直于第一开口所在平面,使风速最大的风进入风向袋对摩擦发电机产生风力作用,该发电装置始终保持在能够接收最大风能的方向。而且由于第二开口面积小,能够在风向袋中进一步提高空气压强,增加风力作用。固定层相对于风向袋保持静止,自由层的延伸部则可以相对于风向袋自由活动,延伸部在风力作用下与固定层进行摩擦,从而产生电能,而且由于固定层相对静止,相对固定层能够***的自由层延伸部能够进一步提高摩擦发电效率。
下面通过几个具体示例介绍本发明实施例一的发电装置的各种结构。
在以下示例一至示例四中,摩擦发电机包括:第一电极、第一高分子聚合物绝缘层和第二电极,第一电极和第二电极构成摩擦发电机的输出端。
示例一
图2a为本发明实施例一中示例一的发电装置的正向剖面示意图,如图2a所示,第一电极211为一层自由层,第一高分子聚合物绝缘层212和第二电极213层叠设置在一起形成一层固定层;第一电极211具有分别位于其两端的两个连接部以及位于两个连接部之间的延伸部,其中第一电极211的延伸部与第一高分子聚合物绝缘层212之间形成摩擦界面;第一电极211通过两个连接部连接于风向袋1的内壁;层叠设置在一起的第一高分子聚合物绝缘层212和第二电极213的两端固定安装于风向袋1的内壁上;第一电极211位于第一高分子聚合物绝缘层212和风向袋1的内壁之间。
第一电极211的总长度大于两个连接部之间的直线距离。第一电极211的最大可振动幅度大于或等于第一电极211的两个连接部所在平面与第一高分子聚合物绝缘层212之间的最大距离,使得第一电极211的延伸部的摩擦区域在风的吹动下能够与第一高分子聚合物绝缘层212产生摩擦。
另外,可选地,第一电极211的延伸部与第一高分子聚合物绝缘层212之间形成摩擦空间215正对第一开口至第二开口的延伸方向A。由于在风向袋内部风是沿着第一开口至第二开口的延伸方向A吹动的,摩擦空间215正对该延伸方向A使得第一电极211的延伸部与第一高分子聚合物绝缘层212所产生的摩擦效果更为良好,从而感应出更多的电荷量,提高发电装置的输出性能。
第一电极211的材料可以为金箔、银箔、铜箔、铝箔、表面具备金属层的聚合物薄膜、表面具备合金层的聚合物薄膜、导电纸、导电布中的一种。其中表面具备金属层的聚合物薄膜和表面具备合金层的聚合物薄膜可以通过磁控溅射、真空蒸镀、丝网印刷等技术在聚合物薄膜表面制作金、铝、银、铜镍合金等导电层制得。
示例二
图2b为本发明实施例一中示例二的发电装置的正向剖面示意图,如图2b所示,第一电极211和第一高分子聚合物绝缘层212层叠设置在一起形成一层自由层,第二电极213为一层固定层;自由层具有分别位于其两端的两个连接部以及位于两个连接部之间的延伸部,其中第一高分子聚合物绝缘层212与第二电极213之间形成摩擦界面;第一电极211和第一高分子聚合物绝缘层212通过两个连接部连接于风向袋1的内壁;第二电极213的两端固定安装于风向袋1的内壁上;第一电极211和第一高分子聚合物绝缘层212形成的自由层位于第二电极213和风向袋1的内壁之间。
第一电极211和第一高分子聚合物绝缘层212形成的自由层的总长度大于两个连接部之间的直线距离。该自由层的最大可振动幅度大于或等于自由层的两个连接部所在平面与第二电极213之间的最大距离,使得第一高分子聚合物绝缘层212的摩擦区域在风的吹动下能够与第二电极213产生摩擦。
另外,可选地,第一高分子聚合物绝缘层212的延伸部与第二电极213之间形成摩擦空间215正对第一开口至第二开口的延伸方向A。由于在风向袋内部风是沿着第一开口至第二开口的延伸方向A吹动的,摩擦空间215正对该延伸方向A使得第一高分子聚合物绝缘层212的延伸部与第二电极213所产生的摩擦效果更为良好,从而感应出更多的电荷量,提高发电装置的输出性能。
第一电极211的材料可以为金箔、银箔、铜箔、铝箔、表面具备金属层的聚合物薄膜、表面具备合金层的聚合物薄膜、导电纸、导电布中的一种。其中表面具备金属层的聚合物薄膜和表面具备合金层的聚合物薄膜可以通过磁控溅射、真空蒸镀、丝网印刷等技术在聚合物薄膜表面制作金、铝、银、铜镍合金等导电层制得。
第一高分子聚合物绝缘层212的厚度在保证聚合物薄膜强度的前提下,优选小于50um;第一高分子聚合物绝缘层212的材料可以为聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚苯乙烯(PS)薄膜、聚三氟氯乙烯(PCTFE)薄膜中的一种。
示例三
图2c为本发明实施例一中示例三的发电装置的正向剖面示意图,如图2c所示,第一电极211和第一高分子聚合物绝缘层212为两层分离设置的自由层,第二电极213为一层固定层;第一高分子聚合物绝缘层212与第一电极211之间和/或第一高分子聚合物绝缘层212与第二电极213之间形成摩擦界面。第一电极211和第一高分子聚合物绝缘层212各自具有位于两端的两个连接部以及位于两个连接部之间的延伸部;第一电极211和第一高分子聚合物绝缘层212可以分别通过各自的两个连接部连接于风向袋1的内壁,也可以将各自的两个连接部对应连接在一起后再连接于风向袋1的内壁。第二电极213的两端固定安装于风向袋1的内壁上。
第一电极211和第一高分子聚合物绝缘层212各自的总长度大于其两个连接部之间的直线距离,第一高分子聚合物绝缘层212的最大可振动幅度大于或等于自由层的两个连接部所在平面与第二电极213之间的最大距离,使得第一高分子聚合物绝缘层212在风的吹动下能够与第二电极213产生摩擦。
另外,可选地,第一电极211与第一高分子聚合物绝缘层212之间形成的摩擦空间215a和/或第一高分子聚合物绝缘层212与第二电极213之间形成的摩擦空间215b正对第一开口至第二开口的延伸方向A。由于在风向袋内部风是沿着第一开口至第二开口的延伸方向A吹动的,摩擦空间215a和/或215b正对该延伸方向A使得第一电极211与第一高分子聚合物绝缘层212之间和/或第一高分子聚合物绝缘层212与第二电极213之间产生的摩擦效果更为良好,从而感应出更多的电荷量,提高发电装置的输出性能。
第一电极211的材料可以为金箔、银箔、铜箔、铝箔、表面具备金属层的聚合物薄膜、表面具备合金层的聚合物薄膜、导电纸、导电布中的一种。其中表面具备金属层的聚合物薄膜和表面具备合金层的聚合物薄膜可以通过磁控溅射、真空蒸镀、丝网印刷等技术在聚合物薄膜表面制作金、铝、银、铜镍合金等导电层制得。
第一高分子聚合物绝缘层212的厚度在保证聚合物薄膜强度的前提下,优选小于50um;第一高分子聚合物绝缘层212的材料可以为聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚苯乙烯(PS)薄膜、聚三氟氯乙烯(PCTFE)薄膜中的一种。
示例四
图2d为本发明实施例一中示例四的发电装置的正向剖面示意图,如图2d所示,第一高分子聚合物绝缘层212为一层自由层,第一电极211和第二电极213分别为两层固定层,第一高分子聚合物绝缘层212位于第一电极211和第二电极213之间;第一高分子聚合物绝缘层212与第一电极211之间和/或第一高分子聚合物绝缘层212与第二电极213之间形成摩擦界面。其中,第一电极211整体固定安装于风向袋的内壁上,第二电极213的两端固定安装于风向袋1的内壁上;第一高分子聚合物绝缘层212具有分别位于其两端的两个连接部以及位于两个连接部之间的延伸部,第一高分子聚合物绝缘层212通过两个连接部连接于风向袋1的内壁上。
第一高分子聚合物绝缘层212的总长度大于两个连接部之间的直线距离。第一高分子聚合物绝缘层212的最大可振动幅度大于或等于其连接部所在平面与第一电极211和/或其连接部所在平面与第二电极213之间的最大距离,使得第一高分子聚合物绝缘层212在风的吹动下能够与第一电极211和/或第二电极213产生摩擦。
另外,可选地,第一高分子聚合物绝缘层212与第一电极211之间形成的摩擦空间215a和/或第一高分子聚合物绝缘层212与第二电极213之间形成的摩擦空间215b正对第一开口至第二开口的延伸方向A。由于在风向袋内部风是沿着第一开口至第二开口的延伸方向A吹动的,摩擦空间215a和/或215b正对该延伸方向A使得第一电极211与第一高分子聚合物绝缘层212之间和/或第一高分子聚合物绝缘层212与第二电极213之间产生的摩擦效果更为良好,从而感应出更多的电荷量,提高发电装置的输出性能。
第一高分子聚合物绝缘层212的厚度在保证聚合物薄膜强度的前提下,优选小于50um,第一高分子聚合物绝缘层212可以为聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚苯乙烯(PS)薄膜、聚三氟氯乙烯(PCTFE)薄膜中的一种。
在以下示例五至示例八中,摩擦发电机包括:第一电极、第一高分子聚合物绝缘层、第二高分子聚合物绝缘层和第二电极,第一电极和第二电极构成摩擦发电机的输出端;第一高分子聚合物绝缘层与第二高分子聚合物绝缘层之间形成摩擦界面。
示例五
图2e为本发明实施例一中示例五的发电装置的正向剖面示意图,如图2e所示,第一高分子聚合物绝缘层212为一层自由层,第一电极211为一层固定层,第二高分子聚合物绝缘层214与第二电极层213层叠设置在一起形成一层固定层;第一高分子聚合物绝缘层212位于第一电极211和第二高分子聚合物层214之间;第一高分子聚合物绝缘层212与第一电极211之间和/或第一高分子聚合物绝缘层212与第二高分子聚合物绝缘层214之间形成摩擦界面。其中,第一电极211整体固定安装于风向袋的内壁上,层叠设置在一起的第二电极213和第二高分子聚合物绝缘层214的两端固定安装于风向袋1的内壁上;第一高分子聚合物绝缘层212具有分别位于其两端的两个连接部以及位于两个连接部之间的延伸部,第一高分子聚合物绝缘层212通过两个连接部连接于风向袋1的内壁上。
第一高分子聚合物绝缘层212的总长度大于两个连接部之间的直线距离。第一高分子聚合物绝缘层212的最大可振动幅度大于或等于其连接部所在平面与第一电极211和/或其连接部所在平面与第二高分子聚合物绝缘层214之间的最大距离,使得第一高分子聚合物绝缘层212在风的吹动下能够与第一电极211和/或第二高分子聚合物绝缘层214之间产生摩擦。
另外,可选地,第一高分子聚合物绝缘层212与第一电极211之间形成的摩擦空间215a和/或第一高分子聚合物绝缘层212与第二高分子聚合物绝缘层214之间形成的摩擦空间215b正对第一开口至第二开口的延伸方向A。由于在风向袋内部风是沿着第一开口至第二开口的延伸方向A吹动的,摩擦空间215a和/或215b正对该延伸方向A使得第一电极211与第一高分子聚合物绝缘层212之间和/或第一高分子聚合物绝缘层212与第二高分子聚合物绝缘层214之间产生的摩擦效果更为良好,从而感应出更多的电荷量,提高发电装置的输出性能。
第一高分子聚合物绝缘层212的厚度在保证聚合物薄膜强度的前提下,优选小于50um;第一高分子聚合物绝缘层212可以为聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚苯乙烯(PS)薄膜、聚三氟氯乙烯(PCTFE)薄膜中的一种。
示例六
第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层为两层分离设置的自由层,第一电极和第二电极分别为两层固定层;第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层分别通过各自的两个连接部连接于风向袋的内壁上;第一电极整体固定安装于风向袋的内壁上,第二电极的两端固定安装于风向袋的内壁上。可选地,第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层之间形成的摩擦空间正对第一开口至第二开口的延伸方向。
第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层的厚度在保证聚合物薄膜强度的前提下,优选小于50um,其材料可以为聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚苯乙烯(PS)薄膜、聚三氟氯乙烯(PCTFE)薄膜中的一种。
示例七
第一电极和第一高分子聚合物绝缘层为两层分离设置的自由层或层叠设置在一起形成一层自由层,第二高分子聚合物绝缘层和第二电极层叠设置在一起形成一层固定层;第一高分子聚合物绝缘层和第一电极分别通过各自的两个连接部连接于风向袋的内壁上;第二高分子聚合物绝缘层的两端固定安装于风向袋的内壁上。可选地,第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层之间形成的摩擦空间正对第一开口至第二开口的延伸方向。
第一电极的材料可以为金箔、银箔、铜箔、铝箔、表面具备金属层的聚合物薄膜、表面具备合金层的聚合物薄膜、导电纸、导电布中的一种。其中表面具备金属层的聚合物薄膜和表面具备合金层的聚合物薄膜可以通过磁控溅射、真空蒸镀、丝网印刷等技术在聚合物薄膜表面制作金、铝、银、铜镍合金等导电层制得。
第一高分子聚合物绝缘层的厚度在保证聚合物薄膜强度的前提下,优选小于50um,其材料可以为聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚苯乙烯(PS)薄膜、聚三氟氯乙烯(PCTFE)薄膜中的一种。
示例八
第一电极和第一高分子聚合物绝缘层为两层分离设置的自由层或层叠设置在一起形成一层自由层,第二高分子聚合物绝缘层为一层分离设置的自由层,第二电极为一层固定层;第一高分子聚合物绝缘层、第二高分子聚合物绝缘层和第一电极分别通过各自两个连接部连接于风向袋的内壁;第二电极的两端固定安装于风向袋的内壁上。可选地,第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层之间形成的摩擦空间正对第一开口至第二开口的延伸方向。
第一电极的材料可以为金箔、银箔、铜箔、铝箔、表面具备金属层的聚合物薄膜、表面具备合金层的聚合物薄膜、导电纸、导电布中的一种。其中表面具备金属层的聚合物薄膜和表面具备合金层的聚合物薄膜可以通过磁控溅射、真空蒸镀、丝网印刷等技术在聚合物薄膜表面制作金、铝、银、铜镍合金等导电层制得。
第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层的厚度在保证聚合物薄膜强度的前提下,优选小于50um,其材料可以为聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚苯乙烯(PS)薄膜、聚三氟氯乙烯(PCTFE)薄膜中的一种。
在以下示例九和示例十中,摩擦发电机包括:第一电极、第一高分子聚合物绝缘层、居间薄膜层、第二高分子聚合物绝缘层和第二电极,第一电极和第二电极构成摩擦发电机的输出端;第一高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层之间和/或居间薄膜层与第二高分子聚合物绝缘层之间形成摩擦界面。
示例九
图2f为本发明实施例一中示例九的发电装置的正向剖面示意图,如图2f所示,居间薄膜层216为一层自由层,第一电极211和第一高分子聚合物绝缘层212层叠设置在一起形成为一层固定层,第二高分子聚合物绝缘层214与第二电极层213层叠设置在一起形成一层固定层;居间薄膜层216位于第一高分子聚合物绝缘层212和第二高分子聚合物层214之间;居间薄膜层216与第一高分子聚合物绝缘层212之间和/或居间薄膜层216与第二高分子聚合物绝缘层214之间形成摩擦界面。其中,层叠设置在一起的第一电极211和第一高分子聚合物绝缘层212整体固定安装于风向袋的内壁上,层叠设置在一起的第二电极213和第二高分子聚合物绝缘层214的两端固定安装于风向袋1的内壁上;居间薄膜层216具有分别位于其两端的两个连接部以及位于两个连接部之间的延伸部,居间薄膜层216通过两个连接部连接于风向袋1的内壁上。
居间薄膜层216的总长度大于两个连接部之间的直线距离。居间薄膜层216的最大可振动幅度大于或等于其连接部所在平面与第一高分子聚合物绝缘层212和/或其连接部所在平面与第二高分子聚合物绝缘层214之间的最大距离,使得居间薄膜层216在风的吹动下能够与第一高分子聚合物绝缘层212和/或第二高分子聚合物绝缘层214之间产生摩擦。
另外,可选地,居间薄膜层216与第一高分子聚合物绝缘层212之间形成的摩擦空间215a和/或居间薄膜层216与第二高分子聚合物绝缘层214之间形成的摩擦空间215b正对第一开口至第二开口的延伸方向A。由于在风向袋内部风是沿着第一开口至第二开口的延伸方向A吹动的,摩擦空间215a和/或215b正对该延伸方向A使得居间薄膜层216与第一高分子聚合物绝缘层212之间和/或居间薄膜层216与第二高分子聚合物绝缘层214之间产生的摩擦效果更为良好,从而感应出更多的电荷量,提高发电装置的输出性能。
居间薄膜层216的厚度在保证聚合物薄膜强度的前提下,优选小于50um,其材料可以为聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚苯乙烯(PS)薄膜、聚三氟氯乙烯(PCTFE)薄膜中的一种。
示例十
第一电极和第一高分子聚合物绝缘层为两层分离设置的自由层或层叠设置在一起形成一层自由层,居间薄膜层为一层分离设置的自由层,第二电极和第二高分子聚合物绝缘层层叠设置在一起形成一层固定层;第一电极、第一高分子聚合物绝缘层和居间薄膜层分别通过各自的两个连接部连接于风向袋的内壁上;第二电极的两端固定安装于风向袋的内壁上。可选地,第一高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层之间形成的摩擦空间和/或居间薄膜层与第二高分子聚合物绝缘层之间形成的摩擦空间正对第一开口至第二开口的延伸方向。
第一电极的材料可以为金箔、银箔、铜箔、铝箔、表面具备金属层的聚合物薄膜、表面具备合金层的聚合物薄膜、导电纸、导电布中的一种。其中表面具备金属层的聚合物薄膜和表面具备合金层的聚合物薄膜可以通过磁控溅射、真空蒸镀、丝网印刷等技术在聚合物薄膜表面制作金、铝、银、铜镍合金等导电层制得。
第一高分子聚合物绝缘层和居间薄膜层的厚度在保证聚合物薄膜强度的前提下,优选小于50um,其材料可以为聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚苯乙烯(PS)薄膜、聚三氟氯乙烯(PCTFE)薄膜中的一种。
在以下示例十一至十四中,摩擦发电机包括:第一电极、第一高分子聚合物绝缘层、居间电极层、第二高分子聚合物绝缘层和第二电极,第一电极和第二电极连接在一起与居间电极层构成摩擦发电机的输出端;第一高分子聚合物绝缘层与居间电极层之间和/或居间电极层与第二高分子聚合物绝缘层之间形成摩擦界面。
示例十一
图2g为本发明实施例一中示例十一的发电装置的正向剖面示意图,如图2g所示,居间电极层217为一层自由层,第一电极211和第一高分子聚合物绝缘层212层叠设置在一起形成为一层固定层,第二高分子聚合物绝缘层214与第二电极层213层叠设置在一起形成一层固定层;居间电极层217位于第一高分子聚合物绝缘层212和第二高分子聚合物层214之间;居间电极层217与第一高分子聚合物绝缘层212之间和/或居间电极层217与第二高分子聚合物绝缘层214之间形成摩擦界面。其中,层叠设置在一起的第一电极211和第一高分子聚合物绝缘层212整体固定安装于风向袋的内壁上,层叠设置在一起的第二电极213和第二高分子聚合物绝缘层214的两端固定安装于风向袋1的内壁上;居间电极层217具有分别位于其两端的两个连接部以及位于两个连接部之间的延伸部,居间电极层217通过两个连接部连接于风向袋1的内壁上。
居间电极层217的总长度大于两个连接部之间的直线距离。居间电极层217的最大可振动幅度大于或等于其连接部所在平面与第一高分子聚合物绝缘层212和/或其连接部所在平面与第二高分子聚合物绝缘层214之间的最大距离,使得居间电极层217在风的吹动下能够与第一高分子聚合物绝缘层212和/或第二高分子聚合物绝缘层214之间产生摩擦。
另外,可选地,居间电极层217与第一高分子聚合物绝缘层212之间形成的摩擦空间215a和/或居间电极层217与第二高分子聚合物绝缘层214之间形成的摩擦空间215b正对第一开口至第二开口的延伸方向A。由于在风向袋内部风是沿着第一开口至第二开口的延伸方向A吹动的,摩擦空间215a和/或215b正对该延伸方向A使得居间电极层217与第一高分子聚合物绝缘层212之间和/或居间电极层217与第二高分子聚合物绝缘层214之间产生的摩擦效果更为良好,从而感应出更多的电荷量,提高发电装置的输出性能。
居间电极层217的材料可以为金箔、银箔、铜箔、铝箔、表面具备金属层的聚合物薄膜、表面具备合金层的聚合物薄膜、导电纸、导电布中的一种。其中表面具备金属层的聚合物薄膜和表面具备合金层的聚合物薄膜可以通过磁控溅射、真空蒸镀、丝网印刷等技术在聚合物薄膜表面制作金、铝、银、铜镍合金等导电层制得。
示例十二
第一高分子聚合物绝缘层和居间电极层为两层分离设置的自由层,第一电极为一层固定层,第二电极和第二高分子聚合物绝缘层层叠设置在一起形成一层固定层;第一高分子聚合物绝缘层和居间电极层分别通过各自的两个连接部连接于风向袋的内壁上;第一电极整体固定安装于风向袋的内壁上,第二电极的两端固定安装于风向袋的内壁上。可选地,第一高分子聚合物绝缘层与居间电极层之间形成的摩擦空间和/或居间电极层与第二高分子聚合物绝缘层之间形成的摩擦空间正对第一开口至第二开口的延伸方向。
居间电极层的材料可以为金箔、银箔、铜箔、铝箔、表面具备金属层的聚合物薄膜、表面具备合金层的聚合物薄膜、导电纸、导电布中的一种。其中表面具备金属层的聚合物薄膜和表面具备合金层的聚合物薄膜可以通过磁控溅射、真空蒸镀、丝网印刷等技术在聚合物薄膜表面制作金、铝、银、铜镍合金等导电层制得。
第一高分子聚合物绝缘层的厚度在保证聚合物薄膜强度的前提下,优选小于50um,其材料可以为聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚苯乙烯(PS)薄膜、聚三氟氯乙烯(PCTFE)薄膜中的一种。
示例十三
第一电极和第一高分子聚合物绝缘层为两层分离设置的自由层或层叠设置在一起形成一层自由层,居间电极层为一层分离设置的自由层,第二电极和第二高分子聚合物绝缘层层叠设置在一起形成一层固定层;第一电极、第一高分子聚合物绝缘层和居间电极层分别通过各自的两个连接部连接于风向袋的内壁上;第二电极的两端固定安装于风向袋的内壁上。可选地,第一高分子聚合物绝缘层与居间电极层之间形成的摩擦空间和/或居间电极层与第二高分子聚合物绝缘层之间形成的摩擦空间正对第一开口至第二开口的延伸方向。
居间电极层和第一电极的材料可以为金箔、银箔、铜箔、铝箔、表面具备金属层的聚合物薄膜、表面具备合金层的聚合物薄膜、导电纸、导电布中的一种。其中表面具备金属层的聚合物薄膜和表面具备合金层的聚合物薄膜可以通过磁控溅射、真空蒸镀、丝网印刷等技术在聚合物薄膜表面制作金、铝、银、铜镍合金等导电层制得。
第一高分子聚合物绝缘层的厚度在保证聚合物薄膜强度的前提下,优选小于50um,其材料可以为聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚苯乙烯(PS)薄膜、聚三氟氯乙烯(PCTFE)薄膜中的一种。
示例十四
第一电极和第一高分子聚合物绝缘层为两层分离设置的自由层或层叠设置在一起形成一层自由层,居间电极层为一层分离设置的自由层,第二高分子聚合物绝缘层为一层分离设置的自由层,第二电极为一层固定层;第一电极、第一高分子聚合物绝缘层、居间电极层和第二高分子聚合物绝缘层分别通过各自的两个连接部连接于风向袋的内壁上;第二电极的两端固定安装于风向袋的内壁上。可选地,第一高分子聚合物绝缘层与居间电极层之间形成的摩擦空间和/或居间电极层与第二高分子聚合物绝缘层之间形成的摩擦空间正对第一开口至第二开口的延伸方向。
居间电极层和第一电极的材料可以为金箔、银箔、铜箔、铝箔、表面具备金属层的聚合物薄膜、表面具备合金层的聚合物薄膜、导电纸、导电布中的一种。其中表面具备金属层的聚合物薄膜和表面具备合金层的聚合物薄膜可以通过磁控溅射、真空蒸镀、丝网印刷等技术在聚合物薄膜表面制作金、铝、银、铜镍合金等导电层制得。
第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层的厚度在保证聚合物薄膜强度的前提下,优选小于50um,其材料可以为聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚苯乙烯(PS)薄膜、聚三氟氯乙烯(PCTFE)薄膜中的一种。
可选地,上述示例一至示例十四中,形成摩擦界面的两个表面或两个表面中的任一个上设置有微纳结构。微纳结构可以进一步提高摩擦发电的电量。
本发明上述实施例一的发电装置为单层风向袋结构,具有结构简单、易于加工的优点。
图3a为本发明实施例二中发电装置的立体结构示意图,图3b为本发明实施例二中发电装置的侧向剖面示意图,图3c为本发明实施例二中摩擦发电机的正向剖面示意图,如图3a、3b和3c所示,发电装置包括:两个风向袋和至少一个摩擦发电机2;
风向袋包括相对设置的第一开口和第二开口、以及沿第一开口至第二开口延伸方向的通风道,且第一开口的面积大于第二开口的面积;风向袋的数量为两个,分别为第一风向袋111和第二风向袋112,其中第一风向袋111的尺寸大于第二风向袋112的尺寸,第二风向袋112套设于第一风向袋111之内,第一风向袋111和第二风向袋112之间形成通风道3;在第一风向袋111和第二风向袋112之间形成的通风道3内,设置有至少一个摩擦发电机2。
每个摩擦发电机包括至少一层自由层201和至少一层固定层202,固定层202整体固定安装于第一风向袋111的内壁或第二风向袋112的外壁上;自由层201具有延伸部2011和设置在延伸部2011两端的两个连接部2012,自由层201通过连接部2012连接在第一风向袋111的内壁上或第二风向袋112的外壁上,自由层201的延伸部2011与固定层202之间形成摩擦界面。可选地,自由层的延伸部与固定层之间形成的摩擦空间正对第一开口至第二开口的延伸方向。
可选的,延伸部2011和连接部2012可以为多个,且每个延伸部2011的两端各设置有一个连接部2012。
在延伸部两端各设置一个连接部的好处是:相比仅在延伸部一端设置连接部的情况,可以防止自由层折叠而导致自由层不能够有效震动的问题。
具体地,延伸部的总长度大于两个连接部之间的直线距离;延伸部的最大可振动幅度大于或等于延伸部两端的两个连接部所在平面与固定层之间的最大距离。下面通过几个具体示例介绍本发明实施例二的发电装置的各种结构。
在以下示例十五至示例十八中,摩擦发电机包括:第一电极、第一高分子聚合物绝缘层和第二电极,第一电极和第二电极构成摩擦发电机的输出端。
示例十五
图3d为本发明实施例二中示例十五的发电装置的正向剖面示意图,如图3d所示,第一电极211为一层自由层,第一高分子聚合物绝缘层212和第二电极213层叠设置在一起形成一层固定层;第一电极211与第一高分子聚合物绝缘层212之间形成摩擦界面。第一电极211具有分别位于两端的两个连接部以及位于两个连接部之间的延伸部,第一电极211通过两个连接部连接在第一风向袋111的内壁上,第二电极213整体固定安装于第二风向袋112的外壁上。
第一电极211的总长度大于两个连接部之间的直线距离。第一电极211的最大可振动幅度大于或等于第一电极211的两个连接部所在平面与第一高分子聚合物绝缘层212之间的最大距离,使得第一电极211在风的吹动下能够与第一高分子聚合物绝缘层212产生摩擦。
另外,可选地,第一电极211的延伸部与第一高分子聚合物绝缘层212之间形成摩擦空间215正对第一开口至第二开口的延伸方向A。由于在风向袋内部风是沿着第一开口至第二开口的延伸方向A吹动的,摩擦空间215正对该延伸方向A使得第一电极211与第一高分子聚合物绝缘层212所产生的摩擦效果更为良好,从而感应出更多的电荷量,提高发电装置的输出性能。
第一电极211的材料可以为金箔、银箔、铜箔、铝箔、表面具备金属层的聚合物薄膜、表面具备合金层的聚合物薄膜、导电纸、导电布中的一种。其中表面具备金属层的聚合物薄膜和表面具备合金层的聚合物薄膜可以通过磁控溅射、真空蒸镀、丝网印刷等技术在聚合物薄膜表面制作金、铝、银、铜镍合金等导电层制得。
示例十六
图3e为本发明实施例二中示例十六的发电装置的正向剖面示意图,如图3e所示,第一电极211和第一高分子聚合物绝缘层212层叠设置在一起形成一层自由层,第二电极213为一层固定层;自由层具有分别位于其两端的两个连接部以及位于两个连接部之间的延伸部,其中第一高分子聚合物绝缘层212与第二电极213之间形成摩擦界面。第一电极211通过两个连接部连接于第一风向袋111的内壁上,第二电极213整体固定安装于第二风向袋112的外壁上。
第一电极211和第一高分子聚合物绝缘层212形成的自由层的总长度大于两个连接部之间的直线距离。该自由层的最大可振动幅度大于或等于自由层的两个连接部所在平面与第二电极213之间的最大距离,使得第一高分子聚合物绝缘层212在风的吹动下能够与第二电极213产生摩擦。
另外,可选地,自由层的延伸部与第二电极213之间形成的摩擦空间215正对第一开口至第二开口的延伸方向A。由于在风向袋内部风是沿着第一开口至第二开口的延伸方向A吹动的,摩擦空间215正对该延伸方向A使得第一高分子聚合物绝缘层212与第二电极213产生的摩擦效果更为良好,从而感应出更多的电荷量,提高发电装置的输出性能。
第一电极211的材料可以为金箔、银箔、铜箔、铝箔、表面具备金属层的聚合物薄膜、表面具备合金层的聚合物薄膜、导电纸、导电布中的一种。其中表面具备金属层的聚合物薄膜和表面具备合金层的聚合物薄膜可以通过磁控溅射、真空蒸镀、丝网印刷等技术在聚合物薄膜表面制作金、铝、银、铜镍合金等导电层制得。
第一高分子聚合物绝缘层212的厚度在保证聚合物薄膜强度的前提下,优选小于50um,其材料可以为聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚苯乙烯(PS)薄膜、聚三氟氯乙烯(PCTFE)薄膜中的一种。
示例十七
图3f为本发明实施例二中示例十七的发电装置的正向剖面示意图,如图3f所示,第一高分子聚合物绝缘层212为一层自由层,第一电极211和第二电极213分别为两层固定层,第一高分子聚合物绝缘层212位于第一电极211和第二电极213之间;第一高分子聚合物绝缘层212与第一电极211之间和/或第一高分子聚合物绝缘层212与第二电极213之间形成摩擦界面。其中,第一电极211整体固定安装于第一风向袋111的内壁上,第二电极213整体固定安装于第二风向袋112的外壁上。第一高分子聚合物绝缘层212具有分别位于其两端的两个连接部以及位于两个连接部之间的延伸部,第一高分子聚合物绝缘层212通过两个连接部连接于第一风向袋111的内壁上。在图3f中,由于第一电极211整体固定安装于第一风向袋111的内壁上,所以第一高分子聚合物绝缘层212的两个连接部也可以连接于第一电极211上。
第一高分子聚合物绝缘层212的总长度大于两个连接部之间的直线距离。第一高分子聚合物绝缘层212的最大可振动幅度大于或等于其连接部所在平面与第一电极211和/或第二电极213之间的最大距离,使得第一高分子聚合物绝缘层212在风的吹动下能够与第一电极211和/或第二电极213产生摩擦。
另外,可选地,第一高分子聚合物绝缘层212与第一电极211之间形成的摩擦空间215a和/或第一高分子聚合物绝缘层212与第二电极213之间形成的摩擦空间215b正对第一开口至第二开口的延伸方向A。由于在风向袋内部,风是沿着第一开口至第二开口的延伸方向A吹动的,摩擦空间215a和/或215b正对该延伸方向A使得第一电极211与第一高分子聚合物绝缘层212之间和/或第一高分子聚合物绝缘层212与第二电极213之间产生的摩擦效果更为良好,从而感应出更多的电荷量,提高发电装置的输出性能。
第一高分子聚合物绝缘层212的厚度在保证聚合物薄膜强度的前提下,优选小于50um,其材料可以为聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚苯乙烯(PS)薄膜、聚三氟氯乙烯(PCTFE)薄膜中的一种。
示例十八
第一电极和第一高分子聚合物绝缘层为两层分离设置的自由层,第二电极为一层固定层;第一高分子聚合物绝缘层与第一电极之间和/或第一高分子聚合物绝缘层与第二电极之间形成摩擦界面;第一电极和第一高分子聚合物绝缘层各自具有位于两端的两个连接部以及位于两个连接部之间的延伸部;第一电极和第一高分子聚合物绝缘层可以分别通过各自的两个连接部连接于第一风向袋的内壁上,也可以将各自的两个连接部对应连接在一起后再连接于第一风向袋的内壁上。第二电极的整体固定安装于第二风向袋的外壁上。可选地,第一电极与第一高分子聚合物绝缘层之间形成的摩擦空间和/或第一高分子聚合物绝缘层与第二电极之间形成的摩擦空间正对第一开口至第二开口的延伸方向。
第一电极的材料可以为金箔、银箔、铜箔、铝箔、表面具备金属层的聚合物薄膜、表面具备合金层的聚合物薄膜、导电纸、导电布中的一种。其中表面具备金属层的聚合物薄膜和表面具备合金层的聚合物薄膜可以通过磁控溅射、真空蒸镀、丝网印刷等技术在聚合物薄膜表面制作金、铝、银、铜镍合金等导电层制得。
第一高分子聚合物绝缘层的厚度在保证聚合物薄膜强度的前提下,优选小于50um,其材料可以为聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚苯乙烯(PS)薄膜、聚三氟氯乙烯(PCTFE)薄膜中的一种。
在以下示例十九至示例二十二中,摩擦发电机包括:第一电极、第一高分子聚合物绝缘层、第二高分子聚合物绝缘层和第二电极,第一电极和第二电极构成摩擦发电机的输出端;第一高分子聚合物绝缘层与第二高分子聚合物绝缘层之间形成摩擦界面。
示例十九
图3g为本发明实施例二中示例十九的发电装置的正向剖面示意图,如图3g所示,第一高分子聚合物绝缘层212为一层自由层,第一电极211为一层固定层,第二高分子聚合物绝缘层214和第二电极213叠设置在一起形成一层固定层,第一高分子聚合物绝缘层212位于第一电极211和第二高分子聚合物绝缘层214之间;第一高分子聚合物绝缘层212与第一电极211之间和/或第一高分子聚合物绝缘层212与第二高分子聚合物绝缘层214之间形成摩擦界面。其中,第一电极211整体固定安装于第一风向袋111的内壁上,第二电极213整体固定安装于第二风向袋112的外壁上。第一高分子聚合物绝缘层212具有分别位于其两端的两个连接部以及位于两个连接部之间的延伸部,第一高分子聚合物绝缘层212通过两个连接部连接于第一风向袋111的内壁上。在图3f中,由于第一电极211整体固定安装于第一风向袋111的内壁上,所以第一高分子聚合物绝缘层212的两个连接部也可以连接于第一电极211上。
第一高分子聚合物绝缘层212的总长度大于两个连接部之间的直线距离。第一高分子聚合物绝缘层212的最大可振动幅度大于或等于其连接部所在平面与第一电极211和/或第二高分子聚合物绝缘层214之间的最大距离,使得第一高分子聚合物绝缘层212在风的吹动下能够与第一电极211和/或第二高分子聚合物绝缘层214产生摩擦。
另外,可选地,第一高分子聚合物绝缘层212与第一电极211之间形成的摩擦空间215a和/或第一高分子聚合物绝缘层212与第二高分子聚合物绝缘层214之间形成的摩擦空间215b正对第一开口至第二开口的延伸方向A。由于在风向袋内部,风是沿着第一开口至第二开口的延伸方向A吹动的,摩擦空间215a和/或215b正对该延伸方向A使得第一电极211与第一高分子聚合物绝缘层212之间和/或第一高分子聚合物绝缘层212与第二高分子聚合物绝缘层214之间产生的摩擦效果更为良好,从而感应出更多的电荷量,提高发电装置的输出性能。
第一高分子聚合物绝缘层212的厚度在保证聚合物薄膜强度的前提下,优选小于50um,其材料可以为聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚苯乙烯(PS)薄膜、聚三氟氯乙烯(PCTFE)薄膜中的一种。
示例二十
第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层为两层分离设置的自由层,第一电极和第二电极分别为两层固定层;第一电极整体固定安装于第一风向袋的内壁上,第一高分子聚合物绝缘层的两端分别通过两个连接部连接于第一风向袋的内壁上,第二高分子聚合物绝缘层的两端分别通过两个连接部连接于第二风向袋的外壁上,第二电极整体固定安装于第二风向袋的外壁上。可选地,第一高分子聚合物绝缘层与第二高分子聚合物绝缘层之间形成的摩擦空间正对第一开口至第二开口的延伸方向。
第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层的厚度在保证聚合物薄膜强度的前提下,优选小于50um,其材料可以为聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚苯乙烯(PS)薄膜、聚三氟氯乙烯(PCTFE)薄膜中的一种。
示例二十一
第一电极和第一高分子聚合物绝缘层为两层分离设置的自由层或层叠设置在一起形成一层自由层,第二高分子聚合物绝缘层和第二电极层叠设置在一起形成一层固定层;第一电极和第一高分子聚合物绝缘层的两端分别通过各自的两个连接部连接于第一风向袋的内壁上;第二电极整体固定安装于第二风向袋的外壁上。可选地,第一高分子聚合物绝缘层与第二高分子聚合物绝缘层之间形成的摩擦空间正对第一开口至第二开口的延伸方向。
第一电极的材料可以为金箔、银箔、铜箔、铝箔、表面具备金属层的聚合物薄膜、表面具备合金层的聚合物薄膜、导电纸、导电布中的一种。其中表面具备金属层的聚合物薄膜和表面具备合金层的聚合物薄膜可以通过磁控溅射、真空蒸镀、丝网印刷等技术在聚合物薄膜表面制作金、铝、银、铜镍合金等导电层制得。
第一高分子聚合物绝缘层的厚度在保证聚合物薄膜强度的前提下,优选小于50um,其材料可以为聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚苯乙烯(PS)薄膜、聚三氟氯乙烯(PCTFE)薄膜中的一种。
示例二十二
第一电极和第一高分子聚合物绝缘层为两层分离设置的自由层或层叠设置在一起形成一层自由层,第二高分子聚合物绝缘层为一层分离设置的自由层,第二电极为一层固定层;第一电极和第一高分子聚合物绝缘层的两端分别通过各自的两个连接部连接于第一风向袋的内壁上;第二高分子聚合物绝缘层通过两个连接部连接于第二风向袋的外壁上;第二电极整体固定安装于第二风向袋的外壁上。可选地,第一高分子聚合物绝缘层与第二高分子聚合物绝缘层之间形成的摩擦空间正对第一开口至第二开口的延伸方向。
第一电极的材料可以为金箔、银箔、铜箔、铝箔、表面具备金属层的聚合物薄膜、表面具备合金层的聚合物薄膜、导电纸、导电布中的一种。其中表面具备金属层的聚合物薄膜和表面具备合金层的聚合物薄膜可以通过磁控溅射、真空蒸镀、丝网印刷等技术在聚合物薄膜表面制作金、铝、银、铜镍合金等导电层制得。
第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层的厚度在保证聚合物薄膜强度的前提下,优选小于50um,其材料可以为聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚苯乙烯(PS)薄膜、聚三氟氯乙烯(PCTFE)薄膜中的一种。
在以下示例二十三和示例二十四中,摩擦发电机包括:第一电极、第一高分子聚合物绝缘层、居间薄膜层、第二高分子聚合物绝缘层和第二电极,第一电极和第二电极构成摩擦发电机的输出端;第一高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层之间和/或居间薄膜层与第二高分子聚合物绝缘层之间形成摩擦界面。
示例二十三
图3h为本发明实施例二中示例二十三的发电装置的正向剖面示意图,如图3h所示,居间薄膜层216为一层自由层,第一电极211和第一高分子聚合物绝缘层212层叠设置在一起形成一层固定层,第二高分子聚合物绝缘层214和第二电极213叠设置在一起形成一层固定层,居间薄膜层216位于第一高分子聚合物绝缘层212和第二高分子聚合物绝缘层214之间;居间薄膜层216与第一高分子聚合物绝缘层212之间和/或居间薄膜层216与第二高分子聚合物绝缘层214之间形成摩擦界面。其中,第一电极211整体固定安装于第一风向袋111的内壁上,第二电极213整体固定安装于第二风向袋112的外壁上。居间薄膜层216具有分别位于其两端的两个连接部以及位于两个连接部之间的延伸部,居间薄膜层216通过两个连接部连接于第一风向袋111的内壁上。在图3h中,由于第一电极211和第一高分子聚合物绝缘层212形成的固定层整体固定安装于第一风向袋111的内壁上,所以居间薄膜层216的两个连接部也可以连接于第一高分子聚合物绝缘层212上。
居间薄膜层216的总长度大于两个连接部之间的直线距离。居间薄膜层216的最大可振动幅度大于或等于其连接部所在平面与第一高分子聚合物绝缘层212和/或第二高分子聚合物绝缘层214之间的最大距离,使得居间薄膜层216在风的吹动下能够与第一高分子聚合物绝缘层212和/或第二高分子聚合物绝缘层214产生摩擦。
另外,可选地,居间薄膜层216与第一高分子聚合物绝缘层212之间形成的摩擦空间215a和/或居间薄膜层216与第二高分子聚合物绝缘层214之间形成的摩擦空间215b正对第一开口至第二开口的延伸方向A。由于在风向袋内部,风是沿着第一开口至第二开口的延伸方向A吹动的,摩擦空间215a和/或215b正对该延伸方向A使得居间薄膜层216与第一高分子聚合物绝缘层212之间和/或居间薄膜层216与第二高分子聚合物绝缘层214之间产生的摩擦效果更为良好,从而感应出更多的电荷量,提高发电装置的输出性能。
居间薄膜层216的厚度在保证聚合物薄膜强度的前提下,优选小于50um,其材料可以为聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚苯乙烯(PS)薄膜、聚三氟氯乙烯(PCTFE)薄膜中的一种。
示例二十四
第一电极和第一高分子聚合物绝缘层为两层分离设置的自由层或层叠设置在一起形成一层自由层,居间薄膜层为一层分离设置的自由层,第二电极和第二高分子聚合物绝缘层层叠设置在一起形成一层固定层;第一电极和第一高分子聚合物绝缘层的两端分别通过各自的两个连接部连接于第一风向袋的内壁上,居间薄膜层的两端通过两个连接部连接于第一风向袋的内壁上或者第二风向袋的外壁上;第二电极整体固定安装于第二风向袋的外壁上。可选地,第一高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层之间形成的摩擦空间和/或居间薄膜层与第二高分子聚合物绝缘层之间形成的摩擦空间正对第一开口至第二开口的延伸方向。
第一电极的材料可以为金箔、银箔、铜箔、铝箔、表面具备金属层的聚合物薄膜、表面具备合金层的聚合物薄膜、导电纸、导电布中的一种。其中表面具备金属层的聚合物薄膜和表面具备合金层的聚合物薄膜可以通过磁控溅射、真空蒸镀、丝网印刷等技术在聚合物薄膜表面制作金、铝、银、铜镍合金等导电层制得。
第一高分子聚合物绝缘层和居间薄膜层的厚度在保证聚合物薄膜强度的前提下,优选小于50um,其材料可以为聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚苯乙烯(PS)薄膜、聚三氟氯乙烯(PCTFE)薄膜中的一种。
在以下示例二十五至示例二十八中,摩擦发电机包括:第一电极、第一高分子聚合物绝缘层、居间电极层、第二高分子聚合物绝缘层和第二电极,第一电极和第二电极连接在一起与居间电极层构成摩擦发电机的输出端;第一高分子聚合物绝缘层与居间电极层之间和/或居间电极层与第二高分子聚合物绝缘层之间形成摩擦界面。
示例二十五
图3i为本发明实施例二中示例二十三的发电装置的正向剖面示意图,如图3i所示,居间电极层217为一层自由层,第一电极211和第一高分子聚合物绝缘层212层叠设置在一起形成一层固定层,第二高分子聚合物绝缘层214和第二电极213叠设置在一起形成一层固定层,居间电极层217位于第一高分子聚合物绝缘层212和第二高分子聚合物绝缘层214之间;居间电极层217与第一高分子聚合物绝缘层212之间和/或居间电极层217与第二高分子聚合物绝缘层214之间形成摩擦界面。其中,第一电极211整体固定安装于第一风向袋111的内壁上,第二电极213整体固定安装于第二风向袋112的外壁上。居间电极层217具有分别位于其两端的两个连接部以及位于两个连接部之间的延伸部,居间电极层217通过两个连接部连接于第一风向袋111的内壁上。在图3h中,由于第一电极211和第一高分子聚合物绝缘层212形成的固定层整体固定安装于第一风向袋111的内壁上,所以居间电极层217的两个连接部也可以连接于第一高分子聚合物绝缘层212上。
居间电极层217的总长度大于两个连接部之间的直线距离。居间电极层217的最大可振动幅度大于或等于其连接部所在平面与第一高分子聚合物绝缘层212和/或第二高分子聚合物绝缘层214之间的最大距离,使得居间电极层217在风的吹动下能够与第一高分子聚合物绝缘层212和/或第二高分子聚合物绝缘层214产生摩擦。
另外,可选地,居间电极层217与第一高分子聚合物绝缘层212之间形成的摩擦空间215a和/或居间电极层217与第二高分子聚合物绝缘层214之间形成的摩擦空间215b正对第一开口至第二开口的延伸方向A。由于在风向袋内部,风是沿着第一开口至第二开口的延伸方向A吹动的,摩擦空间215a和/或215b正对该延伸方向A使得居间电极层217与第一高分子聚合物绝缘层212之间和/或居间电极层217与第二高分子聚合物绝缘层214之间产生的摩擦效果更为良好,从而感应出更多的电荷量,提高发电装置的输出性能。
居间电极层217的材料可以为金箔、银箔、铜箔、铝箔、表面具备金属层的聚合物薄膜、表面具备合金层的聚合物薄膜、导电纸、导电布中的一种。其中表面具备金属层的聚合物薄膜和表面具备合金层的聚合物薄膜可以通过磁控溅射、真空蒸镀、丝网印刷等技术在聚合物薄膜表面制作金、铝、银、铜镍合金等导电层制得。
示例二十六
第一高分子聚合物绝缘层和居间电极层为两层分离设置的自由层,第一电极为一层固定层,第二电极和第二高分子聚合物绝缘层层叠设置在一起形成一层固定层;第一电极整体固定安装于第一风向袋的内壁上;第一高分子聚合物绝缘层的两端通过两个连接部连接于第一风向袋的内壁上;居间电极层的两端通过两个连接部连接于第一风向袋的内壁上或者第二风向袋的外壁上;第二电极固定安装于第二风向袋的外壁上。可选地,第一高分子聚合物绝缘层与居间电极层之间形成的摩擦空间和/或居间电极层与第二高分子聚合物绝缘层之间形成的摩擦空间正对第一开口至第二开口的延伸方向。
居间电极层的材料可以为金箔、银箔、铜箔、铝箔、表面具备金属层的聚合物薄膜、表面具备合金层的聚合物薄膜、导电纸、导电布中的一种。其中表面具备金属层的聚合物薄膜和表面具备合金层的聚合物薄膜可以通过磁控溅射、真空蒸镀、丝网印刷等技术在聚合物薄膜表面制作金、铝、银、铜镍合金等导电层制得。
第一高分子聚合物绝缘层的厚度在保证聚合物薄膜强度的前提下,优选小于50um,其材料可以为聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚苯乙烯(PS)薄膜、聚三氟氯乙烯(PCTFE)薄膜中的一种。
示例二十七
第一电极和第一高分子聚合物绝缘层为两层分离设置的自由层或层叠设置在一起形成一层自由层,居间电极层为一层分离设置的自由层,第二电极和第二高分子聚合物绝缘层层叠设置在一起形成一层固定层;第一电极和第一高分子聚合物绝缘层的两端分别通过各自的两个连接部连接于第一风向袋的内壁上,居间电极层的两端通过两个连接部连接于第一风向袋的内壁上或者第二风向袋的外壁上;第二电极整体固定安装于第二风向袋的外壁上。可选地,第一高分子聚合物绝缘层与居间电极层之间形成的摩擦空间和/或居间电极层与第二高分子聚合物绝缘层之间形成的摩擦空间正对第一开口至第二开口的延伸方向。
第一电极和居间电极层的材料可以为金箔、银箔、铜箔、铝箔、表面具备金属层的聚合物薄膜、表面具备合金层的聚合物薄膜、导电纸、导电布中的一种。其中表面具备金属层的聚合物薄膜和表面具备合金层的聚合物薄膜可以通过磁控溅射、真空蒸镀、丝网印刷等技术在聚合物薄膜表面制作金、铝、银、铜镍合金等导电层制得。
第一高分子聚合物绝缘层的厚度在保证聚合物薄膜强度的前提下,优选小于50um,其材料可以为聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚苯乙烯(PS)薄膜、聚三氟氯乙烯(PCTFE)薄膜中的一种。
示例二十八
第一电极和第一高分子聚合物绝缘层为两层分离设置的自由层或层叠设置在一起形成一层自由层,居间电极层为一层分离设置的自由层,第二高分子聚合物绝缘层为一层分离设置的自由层,第二电极为一层固定层;第一电极和第一高分子聚合物绝缘层的两端分别通过各自的两个连接部连接于第一风向袋的内壁上,居间电极层的两端通过两个连接部连接于第一风向袋的内壁上或者第二风向袋的外壁上;第二高分子聚合物绝缘层的两端通过两个连接部连接于第二风向袋的外壁上;第二电极整体固定安装于第二风向袋的外壁上。可选地,第一高分子聚合物绝缘层与居间电极层之间形成的摩擦空间和/或居间电极层与第二高分子聚合物绝缘层之间形成的摩擦空间正对第一开口至第二开口的延伸方向。
第一电极和居间电极层的材料可以为金箔、银箔、铜箔、铝箔、表面具备金属层的聚合物薄膜、表面具备合金层的聚合物薄膜、导电纸、导电布中的一种。其中表面具备金属层的聚合物薄膜和表面具备合金层的聚合物薄膜可以通过磁控溅射、真空蒸镀、丝网印刷等技术在聚合物薄膜表面制作金、铝、银、铜镍合金等导电层制得。
第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层的厚度在保证聚合物薄膜强度的前提下,优选小于50um,其材料可以为聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚苯乙烯(PS)薄膜、聚三氟氯乙烯(PCTFE)薄膜中的一种。
具体地,上述示例十五至示例二十八中,形成摩擦界面的两个表面或两个表面中的其中任一个设置有微纳结构。微纳结构可以进一步提高摩擦发电的电量。
本发明实施例二的发电装置为双层风向袋结构,内层风向袋和外层风向袋分别作为摩擦发电机中摩擦层的支撑,在有风吹过时,两层风向袋进一步带动摩擦发电机内部的摩擦作用,实现摩擦层更好的接触和分离,从而实现更高的机械能/电能转化效率,具有发电效率更高的优点。
进一步的,本发明的发电装置中风向袋的数量不限于两个,还可以多于两个,只要满足多个风向袋中,相邻的风向袋的尺寸逐渐减小,能够使尺寸较小的风向袋套设于尺寸较大的风向袋中即可。相邻的风向袋中摩擦发电机的设置方式都可以参见上述实施例二中双层风向袋中摩擦发电机的设置方式。
本发明还提供一种发电***,图4a为本发明实施例三中发电***的立体结构示意图,图4b为本发明实施例三中发电***的侧向剖面示意图,如图4a和4b所示,该发电***包括上述实施例的发电装置,还包括:储能装置;发电装置包括:至少一个风向袋1和至少一个摩擦发电机2;
储能装置与发电装置的摩擦发电机2的输出端相连,用于对摩擦发电机输出的电能进行存储。储能装置在图中未出示。储能装置可以为锂离子电池、镍氢电池、铅酸电池或超级电容器等储能元件。储能装置能够储存电能,在需要时,向外界提供电能。
进一步的,发电***还包括:转向结构4和支架5;转向结构4连接风向袋1,用于调整风向袋的方向;支架5支撑转向结构4。转向结构可以使风向袋更加自由的随风向调整角度,支架则用于固定发电装置。
本发明提供的发电装置和发电***,将摩擦发电机制备在两端开口的风向袋中,当风从风向袋中吹过时,摩擦发电机能有效地收集风能,能够进一步提高风力发电效率。本发明的这种结构中摩擦发电机脱离了对刚性支撑板的依赖,大大降低了整个装置的重量。同时,该风向袋的设计方式可使第一开口随时对准风向,更有效的收集风能。根据实际环境中风力的大小,不仅可以设置为双层风向袋的形式,还可以设置多层风向袋的形式。
最后,需要注意的是:以上列举的仅是本发明的具体实施例子,当然本领域的技术人员可以对本发明进行改动和变型,倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,均应认为是本发明的保护范围。
Claims (21)
1.一种发电装置,其特征在于,包括:至少一个风向袋和至少一个摩擦发电机;
所述风向袋包括相对设置的第一开口和第二开口、以及沿所述第一开口至所述第二开口延伸方向的通风道,且所述第一开口的面积大于所述第二开口的面积;
所述摩擦发电机设置于所述通风道内;每个所述摩擦发电机包括至少一层自由层和至少一层固定层;所述固定层固定安装于所述风向袋上;所述自由层具有延伸部和至少两个连接部,所述自由层通过所述连接部连接在所述风向袋上,所述自由层的延伸部与所述固定层之间形成摩擦界面。
2.根据权利要求1所述的发电装置,其特征在于,所述自由层的延伸部与所述固定层之间形成的摩擦空间正对所述第一开口至所述第二开口的延伸方向。
3.根据权利要求1所述的发电装置,其特征在于,所述连接部位于所述延伸部的两端;
所述延伸部的最大可振动幅度大于或等于所述延伸部两端的两个所述连接部所在平面与所述固定层之间的最大距离。
4.根据权利要求1所述的发电装置,其特征在于,所述风向袋为一个;
所述固定层整体固定安装于所述风向袋的内壁上,或者,所述固定层的两端固定安装于所述风向袋的内壁上;
所述自由层的连接部连接在所述风向袋的内壁上。
5.根据权利要求1所述的发电装置,其特征在于,所述风向袋为至少两个,各个所述风向袋的尺寸逐渐减小,相邻的两个所述风向袋为第一风向袋和第二风向袋,其中所述第一风向袋的尺寸大于所述第二风向袋的尺寸,所述第二风向袋套设于所述第一风向袋之内,所述第一风向袋和所述第二风向袋之间形成所述通风道;
在每相邻的所述第一风向袋和所述第二风向袋之间形成的所述通风道内,都设置有至少一个所述摩擦发电机。
6.根据权利要求5所述的发电装置,其特征在于:
所述固定层整体固定安装于所述第一风向袋的内壁或所述第二风向袋的外壁上;
所述自由层的两个所述连接部连接在所述第一风向袋的内壁上或所述第二风向袋的外壁上。
7.根据权利要求1-6任一项所述的发电装置,其特征在于,所述摩擦发电机包括第一电极、第一高分子聚合物绝缘层和第二电极,所述第一电极和所述第二电极构成所述摩擦发电机的输出端;其中,
所述第一电极为一层所述自由层,所述第一高分子聚合物绝缘层和所述第二电极层叠设置在一起形成一层所述固定层;所述第一电极与所述第一高分子聚合物绝缘层之间形成所述摩擦界面;
或者,所述第一电极和所述第一高分子聚合物绝缘层层叠设置在一起形成一层所述自由层,所述第二电极为一层所述固定层;所述第一高分子聚合物绝缘层与所述第二电极之间形成所述摩擦界面;
或者,所述第一电极和所述第一高分子聚合物绝缘层为两层分离设置的所述自由层,所述第二电极为一层所述固定层;所述第一高分子聚合物绝缘层与所述第一电极之间和/或所述第一高分子聚合物绝缘层与所述第二电极之间形成所述摩擦界面;
或者,所述第一高分子聚合物绝缘层为一层所述自由层,所述第一电极和所述第二电极分别为两层所述固定层;所述第一高分子聚合物绝缘层与所述第一电极之间和/或所述第一高分子聚合物绝缘层与所述第二电极之间形成所述摩擦界面。
8.根据权利要求1-6任一项所述的发电装置,其特征在于,所述摩擦发电机包括:第一电极、第一高分子聚合物绝缘层、第二高分子聚合物绝缘层和第二电极,所述第一电极和所述第二电极构成所述摩擦发电机的输出端;所述第一高分子聚合物绝缘层与所述第二高分子聚合物绝缘层之间形成所述摩擦界面;其中,
所述第一高分子聚合物绝缘层为一层所述自由层,所述第一电极为一层所述固定层,所述第二高分子聚合物绝缘层和所述第二电极层叠设置在一起形成一层所述固定层;
或者,所述第一高分子聚合物绝缘层和所述第二高分子聚合物绝缘层为两层分离设置的所述自由层,所述第一电极和所述第二电极分别为两层所述固定层;
或者,所述第一电极和所述第一高分子聚合物绝缘层为两层分离设置的所述自由层或层叠设置在一起形成一层所述自由层,所述第二高分子聚合物绝缘层和所述第二电极层叠设置在一起形成一层所述固定层;
或者,所述第一电极和所述第一高分子聚合物绝缘层为两层分离设置的所述自由层或层叠设置在一起形成一层所述自由层,所述第二高分子聚合物绝缘层为一层分离设置的所述自由层,所述第二电极为一层所述固定层。
9.根据权利要求1-6任一项所述的发电装置,其特征在于,所述摩擦发电机包括:第一电极、第一高分子聚合物绝缘层、居间薄膜层、第二高分子聚合物绝缘层和第二电极,所述第一电极和所述第二电极构成所述摩擦发电机的输出端;所述第一高分子聚合物绝缘层与所述居间薄膜层之间和/或所述居间薄膜层与所述第二高分子聚合物绝缘层之间形成所述摩擦界面,其中,
所述居间薄膜层为一层所述自由层,所述第一电极和所述第一高分子聚合物绝缘层层叠设置在一起形成一层所述固定层,所述第二电极和所述第二高分子聚合物绝缘层层叠设置在一起形成一层所述固定层;
或者,所述第一电极和所述第一高分子聚合物绝缘层为两层分离设置的所述自由层或层叠设置在一起形成一层所述自由层,所述居间薄膜层为一层分离设置的所述自由层,所述第二电极和所述第二高分子聚合物绝缘层层叠设置在一起形成一层所述固定层。
10.根据权利要求1-6任一项所述的发电装置,其特征在于,所述摩擦发电机包括:第一电极、第一高分子聚合物绝缘层、居间电极层、第二高分子聚合物绝缘层和第二电极,所述第一电极和所述第二电极连接在一起与所述居间电极层构成所述摩擦发电机的输出端;所述第一高分子聚合物绝缘层与所述居间电极层之间和/或所述居间电极层与所述第二高分子聚合物绝缘层之间形成所述摩擦界面,其中,
所述居间电极层为一层所述自由层,所述第一电极和所述第一高分子聚合物绝缘层层叠设置在一起形成一层所述固定层,所述第二电极和所述第二高分子聚合物绝缘层层叠设置在一起形成一层所述固定层;
或者,所述第一高分子聚合物绝缘层和所述居间电极层为两层分离设置的所述自由层,所述第一电极为一层所述固定层,所述第二电极和所述第二高分子聚合物绝缘层层叠设置在一起形成一层所述固定层;
或者,所述第一电极和所述第一高分子聚合物绝缘层为两层分离设置的所述自由层或层叠设置在一起形成一层所述自由层,所述居间电极层为一层分离设置的所述自由层,所述第二电极和所述第二高分子聚合物绝缘层层叠设置在一起形成一层所述固定层;
或者,所述第一电极和所述第一高分子聚合物绝缘层为两层分离设置的所述自由层或层叠设置在一起形成一层所述自由层,所述居间电极层为一层分离设置的所述自由层,所述第二高分子聚合物绝缘层为一层分离设置的所述自由层,所述第二电极为一层所述固定层。
11.根据权利要求7所述的发电装置,其特征在于,在所述第一电极作为所述自由层或所述自由层的组成层的情况下,所述第一电极为:金箔、银箔、铜箔、铝箔、表面具备金属层的聚合物薄膜、导电纸或者导电布;
在所述第一高分子聚合物绝缘层作为所述自由层或所述自由层的组成层的情况下,所述第一高分子聚合物绝缘层为厚度小于50um的:聚氯乙烯薄膜、聚四氟乙烯薄膜、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜或者聚三氟氯乙烯薄膜。
12.根据权利要求7所述的发电装置,其特征在于,在所述第一电极作为所述自由层或所述自由层的组成层的情况下,所述第一电极为:表面具备合金层的聚合物薄膜;
在所述第一高分子聚合物绝缘层作为所述自由层或所述自由层的组成层的情况下,所述第一高分子聚合物绝缘层为厚度小于50um的:聚氯乙烯薄膜、聚四氟乙烯薄膜、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜或者聚三氟氯乙烯薄膜。
13.根据权利要求8所述的发电装置,其特征在于,在所述第一电极作为所述自由层或所述自由层的组成层的情况下,所述第一电极为:金箔、银箔、铜箔、铝箔、表面具备金属层的聚合物薄膜、导电纸或者导电布;
在所述第一高分子聚合物绝缘层或所述第二高分子聚合物绝缘层作为所述自由层或所述自由层的组成层的情况下,所述第一高分子聚合物绝缘层或所述第二高分子聚合物绝缘层为厚度小于50um的:聚氯乙烯薄膜、聚四氟乙烯薄膜、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜或者聚三氟氯乙烯薄膜。
14.根据权利要求8所述的发电装置,其特征在于,在所述第一电极作为所述自由层或所述自由层的组成层的情况下,所述第一电极为:表面具备合金层的聚合物薄膜;
在所述第一高分子聚合物绝缘层或所述第二高分子聚合物绝缘层作为所述自由层或所述自由层的组成层的情况下,所述第一高分子聚合物绝缘层或所述第二高分子聚合物绝缘层为厚度小于50um的:聚氯乙烯薄膜、聚四氟乙烯薄膜、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜或者聚三氟氯乙烯薄膜。
15.如权利要求9所述的发电装置,其特征在于,在所述第一电极作为所述自由层或所述自由层的组成层的情况下,所述第一电极为:金箔、银箔、铜箔、铝箔、表面具备金属层的聚合物薄膜、导电纸或者导电布;
在所述第一高分子聚合物绝缘层或所述居间薄膜层作为所述自由层或所述自由层的组成层的情况下,所述第一高分子聚合物绝缘层或所述居间薄膜层为厚度小于50um的:聚氯乙烯薄膜、聚四氟乙烯薄膜、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜或者聚三氟氯乙烯薄膜。
16.如权利要求9所述的发电装置,其特征在于,在所述第一电极作为所述自由层或所述自由层的组成层的情况下,所述第一电极为:表面具备合金层的聚合物薄膜;
在所述第一高分子聚合物绝缘层或所述居间薄膜层作为所述自由层或所述自由层的组成层的情况下,所述第一高分子聚合物绝缘层或所述居间薄膜层为厚度小于50um的:聚氯乙烯薄膜、聚四氟乙烯薄膜、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜或者聚三氟氯乙烯薄膜。
17.如权利要求10所述的发电装置,其特征在于,在所述第一电极或所述居间电极层作为所述自由层或所述自由层的组成层的情况下,所述第一电极或所述居间电极层为:金箔、银箔、铜箔、铝箔、表面具备金属层的聚合物薄膜、导电纸或者导电布;
在所述第一高分子聚合物绝缘层或所述第二高分子聚合物绝缘层作为所述自由层或所述自由层的组成层的情况下,所述第一高分子聚合物绝缘层或所述第二高分子聚合物绝缘层为厚度小于50um的:聚氯乙烯薄膜、聚四氟乙烯薄膜、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜或者聚三氟氯乙烯薄膜。
18.如权利要求10所述的发电装置,其特征在于,在所述第一电极或所述居间电极层作为所述自由层或所述自由层的组成层的情况下,所述第一电极或所述居间电极层为:表面具备合金层的聚合物薄膜;
在所述第一高分子聚合物绝缘层或所述第二高分子聚合物绝缘层作为所述自由层或所述自由层的组成层的情况下,所述第一高分子聚合物绝缘层或所述第二高分子聚合物绝缘层为厚度小于50um的:聚氯乙烯薄膜、聚四氟乙烯薄膜、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜或者聚三氟氯乙烯薄膜。
19.根据权利要求1所述的发电装置,其特征在于,形成所述摩擦界面的两个表面或两个表面中的任一个设置有微纳结构。
20.一种发电***,其特征在于,包括权利要求1-19任一项所述的发电装置,还包括:储能装置;
所述储能装置与所述发电装置的所述摩擦发电机的输出端相连,用于对所述摩擦发电机输出的电能进行存储。
21.根据权利要求20所述的发电***,其特征在于,还包括:转向结构和支架;
所述转向结构连接所述风向袋,用于调整所述风向袋的方向;
所述支架支撑所述转向结构。
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