[發明專利]一種桿體結構及其仿生無槳葉摩擦風力發電裝置

有效

• 申請號: 202011520200.1
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112682252B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 張俊秋;趙厚琦;韓志武;孫濤;辛青青;陳豫;侯濤;牛士超;韓奇鋼;穆正知;李博;李浩然
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: F03D5/00
• 分類號: F03D5/00;F03D9/11;H02N1/04
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 齊勝杰

本發明涉及一種桿體結構及其仿生無槳葉摩擦風力發電裝置，包括位于上方的振動部和設于振動部下端的摩擦部。振動部包括位于上方的振動體和固定連接于振動體下端的類蠱毛毛桿。類蠱毛毛桿為具有高縱深比的桿狀結構，高縱深比為8.3?17.5。摩擦部套設于類蠱毛毛桿的下部，摩擦部包括具有不同得失電子能力的摩擦內殼和摩擦外殼。摩擦外殼固定連接于類蠱毛毛桿的下部，摩擦內殼固定連接于類蠱毛毛桿并位于摩擦外殼的內部，當振動部發生振動時，摩擦內殼和摩擦外殼之間摩擦發電。其有益效果是，本發明對低風速/超低風速敏感，能夠利用低風速/超低風速的風能發電，提高了對低風速/超低風速的風能的利用率；其次，本發明取消了槳葉的設置，縮小了裝置的體積。

技術領域

本發明涉及風力發電技術領域，尤其涉及一種桿體結構及其仿生無槳葉摩擦風力發電裝置。

背景技術

目前最受關注的環境問題是“全球變暖”，其產生的主要原因就是人類對自然界化石能源的不斷索取，在使用過程中向自然環境排放大量的二氧化碳等氣體，不僅導致了“全球變暖”，化石能源的儲量也逐漸降低，尋求可再生的綠色能源、轉變能源結構成為當務之急。可再生能源中，風能作為一種環境友好的可再生能源，受到了各國的青睞。

我國是風能大國，風能資源非常豐富，但是風能利用率距離世界風能強國還有一定的距離。歸其原因，一是由于我國是低風速國家，低風速(指6-10m/s)、超低風速(指2-6m/s)的風能占全國風能的85％，而傳統的槳葉發電裝置，對超低風速的不敏感導致其風能利用率大大降低；二是因為我國人口分布不均，在風力強勁的平原/沿海地區，人口密度大，不適合建立由體積較大的槳葉發電裝置組成的大型風力發電場，而人口密度低的西北部及青藏高原地區，由于海拔、地形等因素，風能密度低，利用難度大。因此對于利用低風速/超低風速風能發電的小型風力發電裝置的研究迫在眉睫。

發明內容

(一)要解決的技術問題

鑒于現有技術的上述缺點、不足，本發明提供一種桿體結構及其仿生無槳葉摩擦風力發電裝置，其解決了我國缺少利用低風速/超低風速風能發電的小型風力發電裝置的技術問題。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明采用的主要技術方案包括：

第一方面，本發明實施例提供一種用于仿生無槳葉摩擦風力發電裝置的桿體結構，其包括位于上方的振動部和設置于振動部下端的摩擦部。

振動部包括位于上方的振動體和固定連接于振動體下端的類蠱毛毛桿。

類蠱毛毛桿為具有高縱深比的桿狀結構，高縱深比為8.3-17.5。

摩擦部套設于類蠱毛毛桿的下部，摩擦部包括具有不同得失電子能力的摩擦內殼和摩擦外殼。

摩擦外殼固定連接于類蠱毛毛桿的下部，摩擦內殼固定連接于類蠱毛毛桿并位于摩擦外殼的內部，當振動部發生振動時，摩擦內殼和摩擦外殼之間摩擦發電。

根據本發明，類蠱毛毛桿為中空結構，類蠱毛毛桿的橫截面為長方形、圓形或五邊形。

類蠱毛毛桿為扭曲角度為90°的扭曲結構。

類蠱毛毛桿的高度為1000-1400mm，類蠱毛毛桿的厚度為80-120mm。

根據本發明，振動部還包括柔性桿。

柔性桿固定連接于類蠱毛毛桿的下端，且位于摩擦內殼的內部。

柔性桿用于放大類蠱毛毛桿的振動，以增大摩擦內殼的振動幅度。

根據本發明，類蠱毛毛桿具有頂面、底面和頂面、底面之間長度相同的恒定桿體以及漸變桿體。

類蠱毛毛桿高度方向上的中間位置處為中部。