[发明专利]摩擦纳米发电装置和浮子

说明书

本发明提供一种摩擦纳米发电装置，属于发电机技术领域。所述摩擦纳米发电装置包括：若干组对应设置的定子和转子；在所述定子和所述转子相对旋转运动时，摩擦材料层A和介电材料层B至少部分地接触并相对运动，且所述转子的所述摩擦材料层A依次通过所述电极A和所述电极B；以及，转轴，若干个所述定子上设置有位置相对应的孔，所述转轴贯穿设置在所述孔内，若干个所述转子安装在所述转轴上。本发明的摩擦纳米发电装置为复合多层结构，设计结构紧凑，能源转化密度高，提高能源转化效率。

技术领域

本发明涉及发电机技术领域，具体地涉及一种摩擦纳米发电装置和应用该发电装置的浮子。

背景技术

现代社会受有限资源的约束，以及人类社会对生态环境的关注，使得人们对于清洁可再生能源提出了更高的要求，海洋能作为一种清洁能源具有极大的应用潜力，而现有海洋能收集技术一般采用电磁式发电机。

海洋能收集装置一般可分为海洋能捕获机械装置(将海洋能转化为机械内部部件的转动或平动能)与发电机(将机械内部部件的机械能转化为电能)两部分。其中关于海洋能捕获已有多项现有技术，如申请号为201610108733.6的专利申请提出一种水下洋流发电装置，可将洋流能转化为轴上动力。这些装置的发电机部分一般采用电磁式发电机，存在技术复杂、成本较高等限制，经过多年的发展，仍停留在小规模试验运行阶段。

2012年，王中林教授提出摩擦纳米发电技术。其基本原理是利用摩擦(接触)在两表面(其中至少一个为绝缘材料)生成静电荷，当接触表面分离时，静电荷的分离产生电势差，驱动绝缘表面下感应电极中的自由电荷定向移动，从而收集环境中的机械能，并转化为电能。摩擦纳米发电技术尤其适用于收集低频运动的机械能，且具有结构简单、成本低、材料选择丰富等优势。而采用摩擦纳米发电机可以替代电磁式发电机的作用，能充分发挥摩擦纳米发电机在转化效率、成本、结构设计灵活性方面具有的独特优势。

另一方面，现有的摩擦纳米发电机多为单一定子-转子结构，结构简单，能源转化密度低，相应的，能源转化效率较低。

另一方面，现有的电磁式发电机或摩擦纳米发电机，能源转化形式单一，或单纯依靠电磁式发电结构，或单纯通过摩擦发电机进行能源转化，结构单一，当单一结构出现故障时，整个发电装置无法正常工作，装置的可靠性有待提高。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种摩擦纳米发电装置，该摩擦纳米发电装置将动能转化为电能，能量转换效率高，结构设计紧凑，提供高密度能源转化的发电装置。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种摩擦纳米发电装置，该发电装置包括：若干组对应设置的定子和转子；其中，所述定子上设置有介电材料层B及不相连接的电极A和电极B；所述转子上设置有摩擦材料层A；在所述定子和所述转子相对旋转运动时，摩擦材料层A和介电材料层B至少部分地接触并相对运动，且所述转子的所述摩擦材料层A依次通过所述电极A和所述电极B；以及，转轴，若干个所述定子上设置有位置相对应的孔，所述转轴贯穿设置在所述孔内，若干个所述转子安装在所述转轴上。

可选的，所述发电装置还包括：能源捕获结构，用于在外力的作用下运动，以驱动发电装置产生电能；电源管理电路，该电源管理电路连接所述电极A和所述电极B，用于采集所述电极A和所述电极B之间的电荷流动产生的电能。

可选的，所述发电装置还包括定子支撑结构，所述定子支撑结构上设置若干个所述定子。

可选的，对于若干个所述定子或若干个所述转子中的每一者，所述摩擦材料层A和/或所述介电材料层B为若干个，且若干个所述介电材料层B互相连通或不连通，若干个所述摩擦材料层A互相连通或不连通。

可选的，对于若干个所述定子中的每一者，所述电极A和/或所述电极B为若干个，且若干个所述电极A之间和/或若干个所述电极B之间连通或不连通。