[發明專利]一種壓電式風力發電裝置

無效

• 申請號: 201210236018.2
• 申請日: 2012-07-10
• 公開（公告）號: CN102720639A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 劉燦昌;劉燦德;陳同同;田一凡;杜玉飛;錢雪立;許英姿
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D7/06;H02N2/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明專利屬于風力發電領域，特別是一種壓電式風力發電裝置。

背景技術

風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視，其蘊量巨大，越來越多的人在研究風力發電。風力發電效果明顯，我國新能源戰略也開始把大力發展風力發電設為重點。但傳統的風力發電裝置體積大，設備建設成本高，需要巨大的投資。雖然也有一些小體積的風能發電機，但是轉換效率一般都比較低，所需能量往往風能不足夠提供。而且，大多數風力發電離不開電磁發電機，現在，需要有一種新的發電形式，來改變目前的發電狀況。

發明內容

本發明的目的在于解決上述問題，提供一種結構簡單、成本低，可以利用壓電材料發電的壓電式風力發電裝置。具體是通過以下技術方案實現的：

一種壓電式風力發電裝置，包括調速開關、風能收集器、集約通道、發電裝置、整流電路。所述調速開關用于檢測風速，根據風速大小來控制通風量；所述風能收集器安裝在風口，呈喇叭狀，用于收集放大風能；所述集約通道與風能收集器相連，可以使風力更加均勻、集中；所述發電裝置包括壓電載體和壓電片組成，風吹向發電裝置，通過調速開關，引起壓電載體的風致共振，風致共振引起壓電片載體的彎曲振動，使壓電片產生形變，從而產生電壓和電流；所述整流電路采用橋式整流電路，將產生的交流電轉換成直流電，同時，通過電流疊加技術對多個壓電片產生的電流進行疊加，使其產生更大的電流，由外部電路進行收集、存儲或利用。

本發明比較現有技術的優點：

1.本發明利用風能收集器提高風能采集密度，通過集約通道使風能均勻集中；

2.本發明設計有離心式調速開關，通過控制通風量，能自動反饋調節轉速，維持與壓電載體一階固有頻率相等的轉動頻率，產生幅值恒定的電壓和電流，且能防止因風速過大而造成發電裝置承受的載荷超過許用載荷而造成的破壞；

3.本發明利用風致共振原理，采用壓電陶瓷材料，利用壓電效應發電，原理簡單，成本低廉，噪聲小，無污染，可靠性高。

附圖說明

圖1是本發明所述一種壓電式風力發電裝置的示意圖；

圖2是本發明所述調速開關的主視圖；

圖3是本發明所述調速開關的左視圖。

具體實施方式

下面結合實施例附圖對本發明做進一步說明。

如圖1所示，1—調速開關；2—風能收集器；3—集約通道；4—發電裝置；5—整流電路；6—壓電載體；7—壓電片。

本發明所述的一種壓電式風力發電裝置，包括調速開關1、風能收集器2、集約通道3、發電裝置4、整流電路5。所述調速開關1用于檢測風速，根據風速大小來控制通風量；所述風能收集器2安裝在風口，呈喇叭狀，用于收集放大風能；所述集約通道3與風能收集器2相連，可以使風力更加均勻、集中；所述發電裝置4包括壓電載體6和壓電片7組成，風吹向發電裝置4，通過壓電載體6的合理布置，引起壓電載體6的風致振動，風致振動導致物體橫向加振，引起渦流，進一步使物體激起振動，繼而導致真正的自激振動，發電裝置4利用壓電片發電原理，通過壓電載體的振動，使壓電片產生形變，從而產生電壓和電流；所述整流電路5采用橋式整流電路，將產生的交流電轉換成直流電，同時，通過電流疊加技術對多個壓電片產生的電流進行疊加，使其產生更大的電流，由外部電路進行收集、存儲或利用。

如圖2、3所示，1—固定架；2—滑塊；3—旋轉架；4—軸承；5—豎軸；6—葉片；7—連桿；8—控制門。

所述調速開關由固定架1、滑塊2、旋轉架3、軸承4、豎軸5、葉片6、連桿7、控制門8組成。葉片、旋轉架在豎軸上，豎軸通過固定架固定，滑塊與旋轉架和軸承相連，可以在豎軸上滑動，連桿與軸承相連，控制門與連桿相連，通過連桿的控制可以沿軌道上下滑動，從而控制通風量。風吹動葉片轉動，然后帶動葉片、豎軸和旋轉架一起轉動。風速不定時，旋轉架的轉速也隨之變動，于是滑塊便在豎軸上上下滑動。滑塊的移動會帶動軸承上下移動，杠桿機構便會起作用，帶動控制門上下移動，從而控制通風量。當風速較小時，旋轉架轉速慢，滑塊處于靠下的位置，由連桿機構的作用使得控制門上移，通風量加大，獲得更好的發電效果；當風速較大時，旋轉架轉速快，受到的離心力隨之變大，旋轉半徑增大，就會帶動滑塊上移，由連桿機構的作用使得控制門向下滑動，通風量減小，以防風速過大振壞壓電材料。

壓電材料的壓電效應的原理是，如果對壓電材料施加壓力，它便會產生電位差（稱之為正壓電效應），反之施加電壓，則產生機械應力（稱為逆壓電效應）。如果壓力是一種高頻振動，則產生的就是高頻電流。