[实用新型]一种基于压电陶瓷的矿山发电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发电系统，尤其涉及一种基于压电陶瓷的矿山发电系统，属于发电设备技术领域。 

背景技术

人类发展对能源的急剧要求，使得能源问题备受重视，越来越多的节能储能以及绿色能源发展技术得到了发展和应用。压电陶瓷以其敏锐的压电效应和切实可行的能量转化和采集技术受到了人们的青睐，并广泛的应用于电子、光、热和声学等领域。我国作为一个矿业大国，每年巨大的工业、农业资源消耗意味着更多的矿山开采，且目前地表资源日趋匮乏，矿山开采工作逐渐转入地下。在地下开采中，矿石的提升要求将矿石集中堆放或者集中运输，这些重车工作都集中在阶段运输巷道。重车的反复运输，导致大量的机械能流失，这些流失的机械能都是可以通过一定的技术手段加以转化利用的。矿山自发电装置结构简单，发电效率不高，对电能的整流及滤波效果不佳。 

例如中国专利公告号为：CN201479039U，公开日为：2010年5月19日的实用新型专利公开了一种压电发电装置，包括：一下层结构，一第一缓冲组件设置于下层结构上；一压电组件设置于第一缓冲组件上，一第二缓冲组件设置于压电组件上，一上层结构具有一本体及一柱体，柱体设置于本体的底面，本体位于第二缓冲组件的上方，柱体接触第二缓冲组件，柱体的位置对应于压电组件的中央处。但是该装置结构简单，发电效率不高，不便于运用于矿山轨道及路面发电，使用不太方便。 

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的矿山自发电装置结构简单，发电效率不高，对电能的整流及滤波效果不佳，使用不太方便的缺陷和不足，现提供一种结构合理，发电效率高，对电能的整流及滤波效果好，能够直接减少矿山的用电成本，使用很方便的一种基于压电陶瓷的矿山发电系统。 

为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：一种基于压电陶瓷的矿山发电系 统，包括钢轨、枕木以及路面，其特征在于：所述钢轨与枕木之间设置有压电材料，或者在路面上轮缘活动范围的内侧表面设置有上垫板和下垫板，上垫板和下垫板之间设置有压电材料，压电材料与能量采集电路相连接，能量采集电路包括整流二极管、滤波电容以及蓄电池，压电材料的两极分别与整流二极管相连接，滤波电容和蓄电池分别与整流二极管相并联。 

所述压电材料采用压电陶瓷钙钛为原料制成。 

所述整流二极管采用硅半导体整流二极管2CZ型。 

所述滤波电容为钽电解电容。 

所述上垫板和下垫板为混凝土制成的防滑路面砖块。 

本实用新型的有益效果是：本实用新型在山轨道及路面相应位置安装有压电材料，压电材料与能量采集电路相连接，车辆经过时能够使压电材料发生正压电效应并发电，将转化的电流进行整流和滤波，再通过蓄电池存储，科学地完成能量的转化和采集，转化采集的电能可直接应用于地下矿山的照明和中小型设备充电，直接减少矿山的用电成本，可以大大减少电能长距离运输的损耗，提高了能源利用率。 

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图。 

图2是图1中A标号处的局部放大图。 

图3是本实用新型实施例2的结构示意图。 

图4是本实用新型上垫板和下垫板的局部放大图。 

图5是本实用新型能量采集电路的原理示意图。 

图中：钢轨1，枕木2，压电材料3，路面4，轮缘活动范围5，上垫板6，下垫板7，整流二极管8，滤波电容9，蓄电池10。 

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述： 

参见图1至图5，本实用新型的一种基于压电陶瓷的矿山发电系统，包括钢轨1、枕木2以及路面4，所述钢轨1与枕木2之间设置有压电材料3，或者在路面4上轮缘活动范围5的内侧表面设置有上垫板6和下垫板7，上垫板6和下垫板7之间设置有压电材料3，压电材料3与能量采集电路相连接，能量采集电路包括整流二极管8、滤波电容9以及蓄电池10，压电材料3的两极分别与整流二极管8相连接，滤波电容9和蓄电池10分别与整流二极管8相并联。 

所述压电材料3采用压电陶瓷钙钛为原料制成。 

所述整流二极管8采用硅半导体整流二极管2CZ型。 

所述滤波电容9为钽电解电容。 

所述上垫板6和下垫板7为混凝土制成的防滑路面砖块。