[发明专利]压电电磁并列式风力发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电领域，特别是一种压电电磁并列式风力发电装置。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，其蕴量巨大。我国的风力资源极为丰富，绝大多数地区的平均风速都在3米/秒以上，特别是东北、西北、西南高原和沿海岛屿，平均风速更大；有的地方，一年三分之一以上的时间都是大风天。在这些地区，发展风力发电是很有前途的。

新能源的利用，最重要的一点就是能源的转化效率。我们在利用风力发电时，需要尽可能提高风电的转化效率。目前的电磁式风力发电技术已趋于成熟，其转化效率在短时间内很难有大幅度的提升。随着压电陶瓷技术的发展，越来越多的人开始研究能量回收系统。有人发明了压电式的风力发电装置，如中国专利200920111349.7和201120014730.9，是利用压电材料的压电效应来发电的，压电式风力发电装置产生的电流较小，可以应用到微电子领域。

考虑到在电磁式风力发电过程中，风吹过发电装置后还有很大一部分余能，导致风能的利用率较低。于是我们提出利用电磁式风力发电余能进行压电式风力发电的构想，发明了一种新的风力发电装置。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种风电转化效率较高的压电电磁并列式风力发电装置。是通过以下技术方案实现的：

一种压电电磁并列式风力发电装置，包括风向仪、风能收集器、集约通道、脉动开关、压电发电机、电磁发电机、整流电路和用电或储能设备，其特征在于：所述风向仪用于检测风向，并自动调整装置方向，使风能收集器对准风向；所述风能收集器呈双曲面，用于收集风能；所述集约通道与风能收集器相连，可以使风力更加均匀、集中；所述脉动开关用于检测风速，根据风速大小来控制通风量，同时可以产生与压电载体固有频率相接近或相等的周期性变化的脉动风载荷；所述电磁发电机与脉动开关共轴相连，由励磁效应产生电能；所述压电发电机由压电载体和压电片组成，风吹向发电装置，通过脉动开关，引起压电载体的风致共振，风致共振引起压电片载体大幅度稳定的弯曲振动，使压电片产生形变，从而产生电压和电流；所述整流电路采用桥式整流电路，将压电发电机产生的交流电转换成直流电，同时，通过电流叠加技术对多个压电片产生的电流进行叠加，使其产生更大的电流，输送给用电或储能设备。

本发明比较现有技术的优点：

1、本发明将电磁式和压电式风力发电装置相结合，可以充分利用风能，提高风能转化率；

2、本发明设计有离心式脉动开关，通过控制通风量，能自动反馈调节转速，维持与压电载体一阶固有频率相近或相等的转动频率，产生与压电载体固有频率相接近或相等的周期性变化的脉动风载荷，且能防止因风速过大而造成的破坏；

3、本发明可以为各个领域供电，应用范围广，既可以为大功率用电设备供电，又可以为微电子电路供电；

4、本发明采用双曲面收集风能,一方面可以减少在收集过程中的能量损耗，另一方面可以使装置在微风环境下发电，集约通道使风力均匀、集中。

附图说明

图1是本发明所述的一种压电电磁并列式风力发电装置的结构示意图。

图2是本发明所述的脉动开关的正面示意图。

图3是本发明所述的脉动开关的左侧示意图。

具体实施方式

下面结合实施例附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，1—风向仪；2—风能收集器；3—集约通道；4—脉动开关；5—压电发电机；6—整流电路；7—用电或储能设备；8—压电片；9—压电载体；10—电磁发电机。