申请/专利权人：北京纳米能源与系统研究所

申请日：2024-03-26

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN118224039A

主分类号：F03D9/46

分类号：F03D9/46;F03D5/00;H02N1/04

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.06.21#公开

摘要：本发明实施例提供一种道路阵风自供电装置、道路监测系统及警示灯，属于风力发电技术领域，该供电装置包括：风能收集单元、以及发电单元；风能收集单元包括空腔柱体，空腔柱体在阵风激励下产生涡激振动以收集风能，并将风能转换为驱动位于空腔柱体的内部的发电单元工作的机械能；以及发电单元包括摩擦纳米发电机，摩擦纳米发电机用于将机械能转换为电能输出；其中，摩擦纳米发电机为折叠式摩擦纳米发电机、嵌套式摩擦纳米发电机、以及多层摩擦纳米发电机中的任意一种。该供电装置可以收集常规风机难以收集利用的阵风能量，利用摩擦纳米发电机适合低频激励的特点，可以高效地将低频机械能转换为电能输出。

主权项：1.一种道路阵风自供电装置，其特征在于，该供电装置包括：风能收集单元、以及发电单元；所述风能收集单元包括空腔柱体，所述空腔柱体在阵风激励下产生涡激振动以收集风能，并将风能转换为驱动位于所述空腔柱体的内部的发电单元工作的机械能；以及所述发电单元包括摩擦纳米发电机，所述摩擦纳米发电机用于将所述机械能转换为电能输出；其中，所述摩擦纳米发电机为折叠式摩擦纳米发电机、嵌套式摩擦纳米发电机、以及多层摩擦纳米发电机中的任意一种；其中，所述折叠式摩擦纳米发电机包括：至少一组折叠电极板、以及摆动部件；所述折叠电极板包括至少两块相连接的电极板，且沿径向可伸展或收缩，所述两块相连接的电极板构成一个摩擦纳米发电机；所述摆动部件位于所述空腔柱体的轴心位置；所述空腔柱体在风力作用下振动使所述摆动部件摆动，所述摆动部件在摆动时挤压周围的折叠电极板，使每组折叠电极板内的电极板之间距离发生变化，通过静电感应产生电能；所述嵌套式摩擦纳米发电机包括：外侧电极板、以及中间电极板；所述外侧电极板的一侧固定在所述空腔柱体的内壁面，所述外侧电极板的另一侧与所述中间电极板相邻且存在间隔距离，所述中间电极板可滑动；所述空腔柱体在风力作用下振动，带动所述中间电极板滑动，所述中间电极板与所述外侧电极板相互接触摩擦产生电能，所述中间电极板和所述外侧电极板构成一个摩擦纳米发电机；所述多层摩擦纳米发电机包括：多层结构，所述多层结构内的每一层包括发电小球以及电极板，所述电极板的表面包括至少两个金属导电摩擦层，且所述金属导电摩擦层之间存在间隔距离；所述空腔柱体在风力作用下振动使所述多层结构倾斜，所述发电小球在所述金属导电摩擦层之间滚动跨越产生电能，所述多层结构内的每一层构成一个摩擦纳米发电机。

全文数据：

权利要求：

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