[發明專利]基于風能和太陽能的復合發電機和復合發電系統

有效

• 申請號: 201610217283.4
• 申請日: 2016-04-08
• 公開（公告）號: CN107276495B
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 楊亞;王書華
• 申請（專利權）人: 北京納米能源與系統研究所
• 主分類號: H02S10/12
• 分類號: H02S10/12;H02S20/23;H02N1/04;H02K15/00
• 代理公司: 11283 北京潤平知識產權代理有限公司
• 代理人: 謝鑫;肖冰濱

1.一種基于風能和太陽能的復合發電機，其中，該復合發電機包括摩擦納米發電機和太陽能發電機，所述摩擦納米發電機包括第一發電部件、第二發電部件和支撐固定部件，所述支撐固定部件將所述第二發電部件的兩端固定在所述第一發電部件上且使所述第一發電部件和所述第二發電部件之間形成空隙，所述第二發電部件在風力作用下發生形變而與所述第一發電部件接觸或者分離，所述摩擦納米發電機基于該形變產生并輸出電信號，

所述第二發電部件包括第二摩擦層和與所述第二摩擦層接觸設置的第二導電層；

所述第二發電部件還包括第二支撐層，設置在所述第二導電層的表面且用于支撐所述第二導電層；

所述復合發電機包括兩個所述的摩擦納米發電機，其中，兩個摩擦納米發電機的第二發電機部件共用所述第二支撐層，

其中，所述第一發電部件包括第一摩擦層和與所述第一摩擦層接觸設置的第一導電層；以及

在存在風力作用時所述第二摩擦層和所述第一導電層相互接觸或者分離，且在接觸和分離的過程中，所述第二摩擦層與所述第一導電層之間產生摩擦電勢差，并通過所述第一導電層和所述第二導電層輸出電信號。

2.根據權利要求1所述的復合發電機，其中，所述太陽能發電機設置在所述摩擦納米發電機的頂部，并且所述太陽能發電機包括一個或多個太陽能電池。

3.根據權利要求2所述的復合發電機，其中，所述太陽能電池為非晶硅太陽能電池或燃料敏化太陽能電池。

4.根據權利要求1所述的復合發電機，其中，所述第二發電部件的彈性模量處于0.5GPa到10GPa之間。

5.根據權利要求1所述的復合發電機，其中，所述第二摩擦層的材料和所述第一導電層的材料之間具有摩擦電極序差異。

6.根據權利要求1或5所述的復合發電機，其中，所述第一發電部件還包括第一支撐層，設置在所述第一摩擦層的表面且用于支撐所述第一摩擦層和所述第一導電層。

7.根據權利要求6所述的復合發電機，其中，所述太陽能發電機設置在所述第一支撐層的表面上，且所述太陽能發電機與所述第一支撐層的表面接觸的表面的面積小于或等于所述第一支撐層的表面的面積。

8.根據權利要求1所述的復合發電機，其中，所述第二支撐層為高分子聚合物薄膜材料。

9.根據權利要求1-5中任一項所述的復合發電機，其中，所述第二摩擦層為有機高分子薄膜材料，所述有機高分子薄膜材料選自以下中的至少一種：聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚酰亞胺、聚酰胺、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚異丁烯、聚乙烯醇縮丁醛、聚丙烯腈、聚雙苯酚碳酸酯、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚對苯二甲酸二乙醇酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚三氟氯乙烯、對二甲苯環二體、乙烯—醋酸乙烯酯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物和氯乙烯—醋酸乙烯共聚物。

10.根據權利要求1-5中任一項所述的復合發電機，其中，所述第二摩擦層的厚度范圍為20微米至0.2毫米。

11.根據權利要求1-5中任一項所述的復合發電機，其中，所述第二導電層的厚度范圍為20納米至1毫米。

12.一種基于風能和太陽能的復合發電系統，其中，包括多個權利要求1-11中任一項所述的基于風能和太陽能的復合發電機。

13.根據權利要求12所述的復合發電系統，其中，多個摩擦納米發電機的輸出并聯；

和/或，多個太陽能電池的輸出串聯。