[发明专利]一种基于太阳能温差发电和拍打式摩擦纳米发电的多能互补的自供能监测节点在审
申请号: | 201911269314.0 | 申请日: | 2019-12-11 |
公开(公告)号: | CN110873905A | 公开(公告)日: | 2020-03-10 |
发明(设计)人: | 柳长昕;赵聪;车润雨;王楷达;张润泽;高维烨;王建业;刘健豪;李子靖;叶文祥;徐敏义;潘新祥;杨延新;赵庭琪;鲁东洋 | 申请(专利权)人: | 大连海事大学 |
主分类号: | G01W1/02 | 分类号: | G01W1/02;H02N1/04;H02N11/00 |
代理公司: | 大连东方专利代理有限责任公司 21212 | 代理人: | 李馨 |
地址: | 116026 辽*** | 国省代码: | 辽宁;21 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 太阳能 温差 发电 拍打 摩擦 纳米 多能 互补 自供 监测 节点 | ||
1.一种基于太阳能温差发电和拍打式摩擦纳米发电的多能互补的自供能监测节点,其特征在于,包括:顶部的太阳能温差发电单元和底部的拍打式摩擦纳米发电-风向标联动单元、固定在所述拍打式摩擦纳米发电-风向标联动单元下端的温湿传感器单元以及电路管理与信号处理单元;其中,
所述太阳能温差发电单元,至少设置一组,包括温差发电部件和设置在所述温差发电部件上部的作为热端用于提供热源的储热腔室,所述温差发电部件包括温差发电片和固定在所述温差发电片冷端的用于传热的平板热管;
所述太阳能温差发电单元产生的电能经导线输运至所述电路管理与信号处理单元。
2.根据权利要求1所述的基于太阳能温差发电和拍打式摩擦纳米发电的多能互补的自供能监测节点,其特征在于,所述温差发电部件是将所述温差发电片置于上、下两块铜板之间,其四角由刚性螺栓固定而成的;所述平板热管固定在下铜板上,所述平板热管的一端设有用于增强风冷散热的散热片。
3.根据权利要求2所述的基于太阳能温差发电和拍打式摩擦纳米发电的多能互补的自供能监测节点,其特征在于,所述储热腔室为密封结构,主要包括设置在所述温差发电部件中上铜板上的由太阳能吸热薄膜制成的吸热层、置于所述吸热层上的由透光材料制成的顶层以及将所述顶层与所述吸热层四周密封起来的由保温材料制成的侧壁组成。
4.根据权利要求3所述的基于太阳能温差发电和拍打式摩擦纳米发电的多能互补的自供能监测节点,其特征在于,所述储热腔室的下表面与所述温差发电部件的上表面之间、所述太阳能吸热薄膜与所述上铜板之间以及所述储热腔室内部均填充有导热材料。
5.根据权利要求3所述的基于太阳能温差发电和拍打式摩擦纳米发电的多能互补的自供能监测节点,其特征在于,所述太阳能吸热薄膜采用基体与金属-电介质复合涂层、光干涉型涂层相结合的薄膜或其它太阳光吸收率高、发射率低的太阳能吸热薄膜。
6.根据权利要求1所述的基于太阳能温差发电和拍打式摩擦纳米发电的多能互补的自供能监测节点,其特征在于,所述拍打式摩擦纳米发电-风向标联动单元包括:底座、固定在底座上的固定杆、设置在所述固定杆中部的环形电阻、通过轴承固定在所述环形电阻上端的风向标以及设在所述风向标尾端的拍打式摩擦纳米发电部件,所述电路管理与信号处理单元置于所述底座内;其中,所述拍打式摩擦纳米发电部件包括上、下绝缘的基底,置于所述基底上下表面的金属电极、置于所述金属电极内侧的铜片以及在风力作用下可上下拍打的PTEE薄膜,所述PTEE薄膜与所述铜片相连作为拍打式摩擦纳米发电结构的介电薄膜产生电压,所述铜片的另一端与固定在所述金属电极之间的作为电路负载的导电立框连接固定。
7.根据权利要求1所述的基于太阳能温差发电和拍打式摩擦纳米发电的多能互补的自供能监测节点,其特征在于,风向标、拍打式摩擦纳米发电部件、以及底部的环形电阻,拍打式摩擦纳米发电部件振动过程的频率、电压与风速呈线性关系,可作为风速传感器检测风速,与拍打式摩擦纳米发电部件相连的风向标可根据风向自动调整至迎风位置,保证拍打式摩擦纳米发电部件始终处于工作位置。
8.根据权利要求1所述的基于太阳能温差发电和拍打式摩擦纳米发电的多能互补的自供能监测节点,其特征在于,电路管理与信号处理单元包括电路管理模块与信号处理模块;所述太阳能温差发电单元的引出线经过风向标管路与电路管理模块相连,将太阳能温差发电单元所产生的电能进行处理,经过稳压模块处理之后为温湿度传感器单元进行供电;信号处理模块将拍打式摩擦纳米发电部件拍打的频率和电压经过一定关系式转换为风速信号,并远程发射至显示屏上。
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