專(zhuān)利名稱：利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)壓電材料發(fā)電的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電裝置，尤其涉及一種利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)壓電材料發(fā)電的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
壓電效應(yīng)是ioo多年前居里兄弟研究石英時(shí)發(fā)現(xiàn)的，其原理是，如果對(duì)壓電材料施加壓
力，它便會(huì)產(chǎn)生電位差，稱之為正壓電效應(yīng)；反之施加電壓，則產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，稱為逆壓電 效應(yīng)。在現(xiàn)實(shí)生活中，壓電材料具有機(jī)械能與電能之間轉(zhuǎn)換和逆轉(zhuǎn)換的功能。壓電材料發(fā)電 具有持久、清潔、免維護(hù)的特點(diǎn)，其具有超高的能量密度，其峰值能量密度可達(dá) 100-10000Kw/Kg，而傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)存在能量密度低、耗能大、能量轉(zhuǎn)化效率低、可 靠性不高、難于維護(hù)等缺點(diǎn)。
另外，隨著非可再生能源的日趨減少，開(kāi)發(fā)利用新能源已成為當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的必然選擇， 而目前還沒(méi)有將自然能與壓電材料發(fā)電相結(jié)合發(fā)電以提高能源利用率，節(jié)約能源，保護(hù)大氣 環(huán)境的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)壓電材料發(fā)電的系統(tǒng)，其將風(fēng)能與壓電材料發(fā)電相結(jié)合 進(jìn)行發(fā)電，達(dá)到了提高能源利用率、節(jié)約能源和保護(hù)大氣環(huán)境昀目的。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)壓電材料發(fā)電的系統(tǒng)，包括風(fēng) 力旋轉(zhuǎn)裝置和箱體，箱體中裝有變速裝置、報(bào)警器、若干個(gè)表面分布有壓電片的彈片、直流 穩(wěn)壓器、防反充二極管、蓄電池、控制器和逆變器，所述箱體頂部開(kāi)有一圓孔，所述風(fēng)力旋 轉(zhuǎn)裝置的傳動(dòng)軸穿過(guò)所述圓孔與所述變速裝置的第一齒輪連接，所述變速裝置的傳動(dòng)軸與所 述報(bào)警器連接，所述彈片固定在所述箱體內(nèi)且成分散狀分布，每個(gè)所述彈片上的壓電片與其 對(duì)應(yīng)的第一導(dǎo)線連接，每個(gè)彈片上的第一導(dǎo)線與第二導(dǎo)線連接，所述第二導(dǎo)線與所述防反充 二極管連接；
所述防反充二極管，用于將所述彈片上的壓電片產(chǎn)生的直流電傳輸至所述直流穩(wěn)壓器，并防止所述蓄電池反向向所述壓電片放電；
所述直流穩(wěn)壓器，用于將所述直流電進(jìn)行穩(wěn)壓處理，輸出穩(wěn)定的直流電；
所述蓄電池，用于存儲(chǔ)所述直流穩(wěn)壓器輸出的直流電，并向所述直流穩(wěn)壓器和所述控制
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所述控制器，用于檢測(cè)流經(jīng)所述防反充二極管的電流以及所述蓄電池的電量，并根據(jù)流 經(jīng)所述防反沖二極管的電流的大小來(lái)判斷所述彈片的工作狀態(tài)，當(dāng)所述蓄電池的電量達(dá)到預(yù)
先設(shè)定的閾值且有電流流經(jīng)所述防反充二極管時(shí)，啟動(dòng)所述逆變器；
所述逆變器，用于在所述控制器的控制下將所述蓄電池存儲(chǔ)的直流電變換成交流電輸出。 本發(fā)明的利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)壓電材料發(fā)電的系統(tǒng)，所述箱體通過(guò)隔板分為上箱體和下箱體，
所述變速裝置、所述報(bào)警器和所述彈片位于所述上箱體內(nèi)，所述直流穩(wěn)壓器、所述防反充二
極管、所述蓄電池、所述控制器和所述逆變器安裝于所述下箱體內(nèi)。
本發(fā)明的利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)壓電材料發(fā)電的系統(tǒng)，所述變速裝置為增速器。 本發(fā)明的利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)壓電材料發(fā)電的系統(tǒng)，所述上箱體的內(nèi)壁設(shè)有隔音層。 本發(fā)明的利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)壓電材料發(fā)電的系統(tǒng)，所述風(fēng)力旋轉(zhuǎn)裝置為風(fēng)力葉片、旋轉(zhuǎn)機(jī)、
渦扇之一。
本發(fā)明的利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)壓電材料發(fā)電的系統(tǒng)，所述壓電片由壓電陶瓷、壓電鐵電性材料、 壓電聚合物、壓電復(fù)合材料之一或其組合制成。
本發(fā)明的利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)壓電材料發(fā)電的系統(tǒng)，所述壓電片采用粘接方式分布在所述彈片上。
本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)利用可再生、清潔無(wú)污染的風(fēng)能帶動(dòng)報(bào)警器產(chǎn)生一定聲強(qiáng)的聲音，通 過(guò)該聲音驅(qū)動(dòng)能量密度大，發(fā)電效率高的壓電材料振動(dòng)發(fā)電，從而提高了能源利用率，節(jié)約 了能源，保護(hù)了大氣環(huán)境。


圖1為本發(fā)明的利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)壓電材料發(fā)電的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)剖視圖2為圖1的A-A剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)壓電材料發(fā)電的系統(tǒng)的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述
參考圖1和圖2，本發(fā)明的利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)壓電材料發(fā)電的系統(tǒng)，包括風(fēng)力旋轉(zhuǎn)裝置l、變 速裝置2、報(bào)警器31、報(bào)警器32和報(bào)警器33 (本實(shí)施例采用的是K-120型警報(bào)器，其平均 聲壓級(jí)在半徑l米處為120±2分貝)，其中，箱體5通過(guò)隔板12分為上箱體51和下箱體52 兩個(gè)箱體，變速裝置2、報(bào)警器31、報(bào)警器32、報(bào)警器33和彈片4均位于上箱體51內(nèi)，上 箱體51的頂部開(kāi)有一圓孔，風(fēng)力旋轉(zhuǎn)裝置1的傳動(dòng)軸13穿過(guò)該圓孔與變速裝置2的第一齒 輪24連接；變速裝置2安裝于上箱體51內(nèi)頂部，變速裝置2的第一傳動(dòng)軸21與報(bào)警器31 連接，變速裝置2的第二傳動(dòng)軸22與報(bào)警器32連接，變速裝置2的第三傳動(dòng)軸23與報(bào)警器 33連接。其中，報(bào)警器31、報(bào)警器32、報(bào)警器33通過(guò)各自的兩個(gè)連接件17固定在軸承支 撐板16上，而軸承支撐板16又固定在變速裝置2的下部。各個(gè)彈片如圖1和圖2所示豎直 均勻分散的安裝在上箱體51內(nèi)，每個(gè)彈片4的兩面均粘貼有若干個(gè)壓電片41，每個(gè)壓電片 與對(duì)應(yīng)彈片4上的第一導(dǎo)線14連接，每個(gè)彈片4上的第一導(dǎo)線14又與第二導(dǎo)線15連接(圖 1中的第二導(dǎo)線15用單線表示與導(dǎo)線14第一導(dǎo)線之前有電氣連接，而并非實(shí)際的線路連接 圖)。
參考圖l，上述利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)壓電材料發(fā)電的系統(tǒng)，還包括直流穩(wěn)壓器8、防反充二極管 7、蓄電池9、控制器10和逆變器11，且均安置于下箱體52內(nèi)。其中，防反充二極管7，與 第二導(dǎo)線15連接，用于將彈片4上的壓電片41產(chǎn)生的直流電傳輸至直流穩(wěn)壓器，并防止蓄 電池9反向向壓電片41放電；直流穩(wěn)壓器8，用于將直流電進(jìn)行穩(wěn)壓處理，輸出穩(wěn)定的直流 電；蓄電池9，用于存儲(chǔ)直流穩(wěn)壓器8輸出的直流電，并向直流穩(wěn)壓器8和控制器10供電； 控制器IO,用于檢測(cè)流經(jīng)防反充二極管7的電流以及蓄電池9的電量，并根據(jù)流經(jīng)防反沖二 極管7的電流的大小來(lái)判斷彈片4的工作狀態(tài)，當(dāng)蓄電池9的電量達(dá)到預(yù)先設(shè)定的閾值且有 電流流經(jīng)防反充二極管7時(shí)，啟動(dòng)逆變器ll;逆變器ll，用于在控制器10的控制下將蓄電 池9存儲(chǔ)的直流電變換成交流電輸出。
此外，為減小報(bào)警器31、報(bào)警器32和報(bào)警器33發(fā)聲時(shí)對(duì)外界造成的噪聲干擾，在上箱 體51的內(nèi)壁上設(shè)有隔音層6。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明的利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)壓電材料發(fā)電的系統(tǒng)，其中，彈片的 排數(shù)，每排中彈片的個(gè)數(shù)可以根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整。同樣，風(fēng)力旋轉(zhuǎn)裝置可根據(jù)實(shí)際使用 環(huán)境進(jìn)行選擇如風(fēng)力葉片或旋轉(zhuǎn)機(jī)或渦扇等；變速裝置可以為增速器；壓電片可由壓電陶瓷、 壓電鐵電性材料、壓電聚合物、壓電復(fù)合材料之一或其組合制成；本發(fā)明的利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)壓
6電材料發(fā)電的系統(tǒng)的報(bào)警器可以按照如圖1所示方案采用三個(gè)報(bào)警器實(shí)施，也采用一個(gè)或二 個(gè)或其他更多個(gè)等。
在有風(fēng)時(shí)，風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)力旋轉(zhuǎn)裝置1旋轉(zhuǎn)將風(fēng)能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能，該動(dòng)能通過(guò)傳動(dòng)軸13傳遞 給變速裝置2，變速裝置2將該動(dòng)能進(jìn)行速度變換后帶動(dòng)報(bào)警器31、報(bào)警器32和報(bào)警器33 產(chǎn)生聲強(qiáng)較大的聲音，從而帶動(dòng)彈片4上的壓電片振動(dòng)并使其產(chǎn)生機(jī)械形變而發(fā)電，壓電片 發(fā)出的直流電依次通過(guò)第一導(dǎo)線14、第二導(dǎo)線15送至防反充二極管7,防反充二極管7將直 流電送至直流穩(wěn)壓器8進(jìn)行穩(wěn)壓處理，直流穩(wěn)壓器8處理后輸出穩(wěn)定的直流電，蓄電池9將 這些穩(wěn)定的直流電存儲(chǔ)，與此同時(shí)，控制器10檢測(cè)流經(jīng)防反充二極管7的電流以及蓄電池9 的電量，當(dāng)蓄電池9的電量達(dá)到預(yù)先設(shè)定的閾值且有電流流經(jīng)防反充二極管7時(shí)，啟動(dòng)逆變 器ll,否則，繼續(xù)檢測(cè)。逆變器11在控制器10的控制下將蓄電池9存儲(chǔ)的直流電變換成交 流電輸出以供給負(fù)載或并入交流電網(wǎng)。
本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)利用可再生、清潔無(wú)污染的風(fēng)能帶動(dòng)報(bào)警器產(chǎn)生一定聲強(qiáng)的聲音，通 過(guò)該聲音驅(qū)動(dòng)能量密度大，發(fā)電效率高的壓電片振動(dòng)發(fā)電，從而提高了能源利用率，節(jié)約了 能源，保護(hù)了大氣環(huán)境。
以上的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定， 在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各 種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)壓電材料發(fā)電的系統(tǒng)，其特征在于，包括風(fēng)力旋轉(zhuǎn)裝置(1)和箱體(5)，所述箱體(5)中裝有變速裝置(2)、報(bào)警器(31、32、33)、若干個(gè)表面分布有壓電片(41)的彈片(4)、直流穩(wěn)壓器(8)、防反充二極管(7)、蓄電池(9)、控制器(10)和逆變器(11)，所述箱體(5)頂部開(kāi)有一圓孔，所述風(fēng)力旋轉(zhuǎn)裝置(1)的傳動(dòng)軸(13)穿過(guò)所述圓孔與所述變速裝置(2)的第一齒輪(24)連接，所述變速裝置(2)的傳動(dòng)軸(21、22、23)與所述報(bào)警器(31、32、33)連接，所述彈片(4)固定在所述箱體(5)內(nèi)且成分散狀分布，每個(gè)所述彈片(4)上的壓電片(41)與其對(duì)應(yīng)的第一導(dǎo)線(14)連接，每個(gè)彈片上的第一導(dǎo)線(14)與第二導(dǎo)線(15)連接，所述第二導(dǎo)線(15)與所述防反充二極管(7)連接；所述防反充二極管(7)，用于將所述彈片(4)上的壓電片(41)產(chǎn)生的直流電傳輸至所述直流穩(wěn)壓器(8)，并防止所述蓄電池(9)反向向所述壓電片(41)放電；所述直流穩(wěn)壓器(8)，用于將所述直流電進(jìn)行穩(wěn)壓處理，輸出穩(wěn)定的直流電；所述蓄電池(9)，用于存儲(chǔ)所述直流穩(wěn)壓器(8)輸出的直流電，并向所述直流穩(wěn)壓器(8)和所述控制器(10)供電；所述控制器(10)，用于檢測(cè)流經(jīng)所述防反充二極管(7)的電流以及所述蓄電池(9)的電量，并根據(jù)流經(jīng)所述防反沖二極管(7)的電流的大小來(lái)判斷所述彈片(4)的工作狀態(tài)，當(dāng)所述蓄電池(9)的電量達(dá)到預(yù)先設(shè)定的閾值且有電流流經(jīng)所述防反充二極管(7)時(shí)，啟動(dòng)所述逆變器(11)；所述逆變器(11)，用于在所述控制器(10)的控制下將所述蓄電池(9)存儲(chǔ)的直流電變換成交流電輸出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)壓電材料發(fā)電的系統(tǒng)，其特征在于，所述箱體(5) 通過(guò)隔板(12)分為上箱體(51)和下箱體(52)，所述變速裝置(2)、所述報(bào)警器(31、 32、 33)和所述彈片(4)位于所述上箱體(51)內(nèi)，所述直流穩(wěn)壓器(8)、所述防反充二極管(7)、 所述蓄電池(9)、所述控制器(10)和所述逆變器(11)安裝于所述下箱體(52)內(nèi)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)壓電材料發(fā)電的系統(tǒng)，其特征在于，所述變 速裝置(2)為增速器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)壓電材料發(fā)電的系統(tǒng)，其特征在于，所述上箱體(51)的內(nèi)壁設(shè)有隔音層(6)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)壓電材料發(fā)電的系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)力旋 轉(zhuǎn)裝置(1)為風(fēng)力葉片、旋轉(zhuǎn)機(jī)、渦扇之一。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)壓電材料發(fā)電的系統(tǒng)，其特征在于，所述壓電片 (41)由壓電陶瓷、壓電鐵電性材料、壓電聚合物、壓電復(fù)合材料之一或其組合制成。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)壓電材料發(fā)電的系統(tǒng)，其特征在于，所述壓 電片(41)采用粘接方式分布在所述彈片(4)上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)壓電材料發(fā)電的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括風(fēng)力旋轉(zhuǎn)裝置和箱體，箱體中裝有變速裝置、報(bào)警器、若干個(gè)表面分布有壓電片的彈片、直流穩(wěn)壓器、防反充二極管、蓄電池、控制器和逆變器。該系統(tǒng)利用可再生、清潔無(wú)污染的風(fēng)能帶動(dòng)報(bào)警器產(chǎn)生一定聲強(qiáng)的聲音，通過(guò)該聲音驅(qū)動(dòng)能量密度大，發(fā)電效率高的壓電片振動(dòng)發(fā)電，從而提高了能源利用率，節(jié)約了能源，保護(hù)了大氣環(huán)境。
文檔編號(hào)H02J7/32GK101594073SQ20091008204
公開(kāi)日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2009年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月21日
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