[发明专利]一种基于雨能和风能的自供能单元及除尘装置

说明书

本发明提供一种基于雨能和风能的自供能单元及除尘装置。自供能单元包括若干发电模块以及整流模块；所述发电模块包括以串联方式连接于所述整流单元输入端的雨能摩擦纳米发电机和风致振动薄膜拍打式摩擦纳米发电机；所述雨能摩擦纳米发电机包括防水外壳、设置在所述防水外壳上的PTFE摩擦层以及设置在所述PTFE摩擦层和所述防水外壳之间的一组铝电极；所述风致振动薄膜拍打式摩擦纳米发电机贴敷于所述防水外壳的另一面，包括拍打薄膜、薄铜片电极以及基座，所述拍打薄膜设置在由两片相对设置的所述薄铜片电极之间。本发明利用城市环境中的风能和雨能，实现对雨能和风能的收集再利用，绿色环保。

技术领域

本发明涉及应用摩擦纳米发装置的净化除尘领域，具体而言涉及一种基于雨能和风能的自供能单元及除尘装置。

背景技术

近年来，雾霾天气对城市的污染和对人类健康的威胁倍受关注，随着我国社会对于空气PM2.5的广泛关注以及环保部门对于工业排放标准的不断提高，有效治理烟尘排放已成为我国环境保护的重要课题。

清洁能源的使用为解决这一问题提供了新思路。摩擦纳米发电机作为近几年发现的一种新的发电装置，给我们带来了很多便捷。其从环境中收集能量，并将其转化为电能来驱动器件，以构建自供电系统。如何将其应用于治理烟尘的课题中，成为一个值得思考的问题。

本发明设计了一种将风致振动薄膜拍打式摩擦纳米发电机和雨能摩擦纳米发电机相耦合起来作为一个“发电树叶”，基于本专利中风能、雨能两种不同形式的摩擦纳米发电机的输出又设计了一种电源管理模块，能够获取两种不同形式摩擦纳米发电机产生的能量，并将许多发电树叶耦合成一颗发电树，然后再经整流电路、高压电源电路后与高压静电除尘模块相耦合达到城市除尘的目的，同时还能起到修饰城市外观的作用。

发明内容

本发明提供一种基于雨能和风能的自供能单元及除尘装置。将风致振动薄膜拍打式摩擦纳米发电机(TENG，Triboelectric Nanogenerator)和雨能摩擦纳米发电机(IE-TENG，Interfacial Electrification Enabled Triboelectric Nanogenerator)相耦合起来作为一个发电单元，将许多发电单元耦合后再经整流电路、高压电源电路后与高压静电除尘模块相耦合达到除尘目的。

本发明采用的技术手段如下：

一种基于雨能和风能的自供能单元，包括：若干发电模块以及整流模块；

所述发电模块包括以串联方式连接于所述整流单元输入端的雨能摩擦纳米发电机和风致振动薄膜拍打式摩擦纳米发电机；

所述雨能摩擦纳米发电机包括防水外壳、设置在所述防水外壳上的PTFE摩擦层以及设置在所述PTFE摩擦层和所述防水外壳之间的一组铝电极；

所述风致振动薄膜拍打式摩擦纳米发电机贴敷于所述防水外壳的另一面，包括拍打薄膜、薄铜片电极以及基座，所述拍打薄膜设置在由两片相对设置的所述薄铜片电极之间。

进一步地，设置有雨能摩擦纳米发电机一面的防水外壳上，纵向设置有导水槽。

进一步地，所述薄铜片电极以及基座构成能够容纳拍打薄膜的中空矩形腔室，两侧相通供空气流通。

一种自供能除尘装置，包括荷电单元和集尘单元，还包括一个或多个如上述的自供能单元，利用所述自供能单元输出的电能驱动所述荷电单元和集尘单元工作。

进一步地，所述自供能单元、荷电单元以及集尘单元由上之下依次设置，其中所述自供能单元中设置有雨能摩擦纳米发电机一侧朝上。

进一步地，所述荷电单元为阵列针状电极荷电装置。

进一步地，所述除尘单元为平行板式除尘装置。

进一步地，还包括设置于所述除尘装置下方的集尘抽屉。