采用納米摩擦發電機的風力發電和太陽能發電組合系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種采用納米摩擦發電機的風力發電和太陽能發電組合系統，該系統包括：風力發電機、太陽能組件和儲能裝置；風力發電機包括至少一個納米摩擦發電機；太陽能組件由多個太陽能電池組成，多個太陽能電池以串聯或并聯方式連接形成太陽能組件的至少兩個輸出端，其中每個太陽能電池為由半導體材料所形成的PN結式結構的光電轉換單元；儲能裝置與納米摩擦發電機的輸出端和太陽能組件的至少兩個輸出端相連，用于對納米摩擦發電機輸出的電能和太陽能組件輸出的電能進行存儲。本實用新型提供的系統實現了風能和太陽能的雙重收集利用，并且由于納米摩擦發電機微型化、薄膜化，進而使得整個發電系統重量減小，同時成本得到了極大的降低。
【專利說明】采用納米摩擦發電機的風力發電和太陽能發電組合系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及納米【技術領域】，更具體地說，涉及一種采用納米摩擦發電機的風力發電和太陽能發電組合系統。
【背景技術】
[0002]在日常生活中，人們利用風力發電或太陽能發電為較常見的方法。其中，風力發電的原理是利用風力帶動風車葉片旋轉，再通過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。依據目前的風車技術，大約是每秒三米的微風速度(微風的程度)，便可以開始發電。風力發電正在世界上形成一股熱潮，因為風力發電不需要使用燃料，也不會產生輻射或空氣污染。但是，傳統的風力發電機體積龐大，成本高昂，同時在運輸和安裝的過程中，給用戶帶來了極大的不便。太陽能發電將太陽能直接轉換成電能，此方法能量轉化率高，但應用時間范圍小，晚上或陰雨天氣不能使用。而使用風力發電機發電時，其時間局限性較強，在多天無風的情況下則無法進行正常發電，以致影響生活用電的穩定。介于上述情況，采用太陽能發電與風力發電機兩者結合發電則能互補其中的不足，但是目前同時使用兩種設備發電時，需要人工切換，不僅繁瑣而且達不到良好的效果。
實用新型內容
[0003]本實用新型的發明目的是針對現有技術的缺陷，提出一種采用納米摩擦發電機的風力發電和太陽能發電組合系統，用以解決現有技術中風力發電機體積龐大、成本高昂、運輸和安裝困難的問題。
[0004]本實用新型提供了一種采用納米摩擦發電機的風力發電和太陽能發電組合系統，包括:風力發電機、太陽能組件和儲能裝置；所述風力發電機包括用于將機械能轉化為電能的至少一個納米摩擦發電機；所述太陽能組件由多個太陽能電池組成，所述多個太陽能電池以串聯或并聯方式連接形成太陽能組件的至少兩個輸出端，其中每個太陽能電池為由半導體材料所形成的PN結式結構的光電轉換單元；所述儲能裝置與所述納米摩擦發電機的輸出端和所述太陽能組件的至少兩個輸出端相連，用于對所述納米摩擦發電機輸出的電能和所述太陽能組件輸出的電能進行存儲。
[0005]本實用新型提供的采用納米摩擦發電機的風力發電與太陽能發電組合的發電系統實現了風能和太陽能的雙重收集利用，這不僅節約了能源，而且清潔環保，保護了環境。對于采用納米摩擦發電機的風力發電機，由于納米摩擦發電機本身的發電效率很高，而使整個風力發電機有很高的發電效率，再加上高效的設計結構，實現了一個最佳的發電效率；同時，該風力發電機的核心部件生產便捷，而且形狀、尺寸不僅可以加工至微小化，實現風力發電系統的微型化；也可以加工至較大尺寸，實現高功率發電。另外，由于納米摩擦發電機微型化、薄膜化，進而使得整個發電系統重量減小，同時成本得到了極大的降低。
【專利附圖】
【附圖說明】[0006]圖1a和圖1b為本實用新型提供的風力發電和太陽能發電組合系統中風力發電機的示例一的兩種不同截面的結構示意圖；
[0007]圖2a和圖2b為本實用新型提供的風力發電和太陽能發電組合系統中風力發電機的示例二的兩種不同截面的結構示意圖；
[0008]圖3a為本實用新型提供的風力發電和太陽能發電組合系統中風力發電機的示例三的立體結構示意圖；
[0009]圖3b和圖3c為本實用新型提供的風力發電和太陽能發電組合系統中風力發電機示例三中納米摩擦發電機的一種設置方式的示意圖；
[0010]圖4為本實用新型提供的風力發電和太陽能發電組合系統的一實施例的電路原理示意圖；
[0011]圖5為本實用新型提供的風力發電和太陽能發電組合系統的又一實施例的電路原理示意圖；
[0012]圖6a和圖6b分別示出了納米摩擦發電機的第一種結構的立體結構示意圖和剖面結構示意圖；
[0013]圖7a至圖7b分別示出了納米摩擦發電機的第二種結構的立體結構示意圖和剖面結構示意圖；
[0014]圖7c示出了納米摩擦發電機的第二種結構的具有彈性部件作為支撐臂的立體結構示意圖；
[0015]圖8a和圖8b分別示出了納米摩擦發電機的第三種結構的立體結構示意圖和剖面結構示意圖；
[0016]圖9a和圖9b分別示出了納米摩擦發電機的第四種結構的立體結構示意圖和剖面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]為充分了解本實用新型之目的、特征及功效，借由下述具體的實施方式，對本實用新型做詳細說明，但本實用新型并不僅僅限于此。
[0018]針對現有技術中風力發電機體積龐大、成本高昂、運輸和安裝困難的問題，本實用新型提供了一種采用納米摩擦發電機作為核心部件的風力發電機與太陽能發電系統組合形成的發電系統。該發電系統具體包括風力發電機、太陽能組件和儲能裝置。其中風力發電機包括用于將機械能轉化為電能的至少一個納米摩擦發電機；太陽能組件由多個太陽能電池組成，這些太陽能電池以串聯或并聯的方式連接形成太陽能組件的至少兩個輸出端，每個太陽能電池為由半導體材料所形成的PN結式結構的光電轉換單元；儲能裝置與納米摩擦發電機的輸出端和太陽能組件的至少兩個輸出端相連，用于對納米摩擦發電機輸出的電能和太陽能組件輸出的電能進行存儲。該發電系統的工作原理是:當風吹動納米摩擦發電機時，納米摩擦發電機會產生機械形變，從而產生交流脈沖電信號，儲能裝置將此交流脈沖電信號進行適當的變換后進行存儲；并且，在適合的條件下，太陽能組件能夠將光能轉換為電能，存儲在儲能裝置中，以備外部用電設備的使用。
[0019]在本實用新型提供的風力發電和太陽能發電組合系統中，太陽能組件是利用太陽能來發電的裝置。具體地，太陽能組件由多個太陽能電池組成，這些太陽能電池以串聯或并聯的方式連接，并且形成太陽能組件的至少兩個輸出端。其中，太陽能電池是一種光電半導體薄片，它只要被光照到，瞬間即可輸出電壓及電流。具體地，太陽能電池為由半導體材料所形成的PN結式結構的光電轉換單元，當太陽光照到半導體PN結上時，形成新的空穴-電子對，在PN結電場的作用下，光生空穴流向P區，光生電子流向N區，接通電路后就形成電流。由于單個太陽能電池的輸出的電流很小，不能直接作為電源使用，故將多個太陽能電池經過串聯或并聯后即可向外電路輸出滿足蓄電要求的電流。可選地，上述PN結是由摻雜半導體材料所形成的結構，或者，上述PN結是半導體薄膜或其它薄膜材料的結構。本實用新型中，太陽能電池可為晶體硅太陽能電池或薄膜太陽能電池。晶體硅太陽能電池的生產設備成本相對較低，但設備能耗及電池成本較高，光電轉換效率很高，適于室外陽光下發電；薄膜太陽能電池的生產設備成本較高，但設備能耗和電池成本很低，光電轉化效率低于晶體硅太陽能電池，但弱光效應非常好，在普通燈光下也可發電。
[0020]上述多個太陽能電池串聯或并聯在一起所形成的是太陽能電池板，為了保護太陽能電池板不受外界環境的影響，太陽能組件還可以包括保護體。對于一般的太陽能電池，保護體可為保護板，對于薄膜太陽能電池，保護體可為保護膜。以保護板為鋼化玻璃為例，通過粘結劑太陽能電池被粘結固定在鋼化玻璃上，粘結劑可選為EVA (乙烯-醋酸乙烯共聚物)，再通過粘結劑將背板與太陽能電池封裝在一起構成太陽能組件，其中背板的作用是密封、絕緣和防水。
[0021]上述太陽能組件的輸出端與儲能裝置連接，太陽能組件能夠將光能轉換為電能，存儲在儲能裝置中，以備外部用電設備的使用。
[0022]在本實用新型提供的風力發電和太陽能發電組合系統中，風力發電機是利用風能發電的裝置。具體地，風力發電機包括:用于將機械能轉化為電能的至少一個納米摩擦發電機及容納至少一個納米摩擦發電機的殼體，納米摩擦發電機與殼體的內壁連接或者納米摩擦發電機固設在所述殼體的內壁上。上述太陽能組件可固設在風力發電機的殼體的外壁上，也可以單獨設置，由此組成一個風力發電和太陽能發電組合的發電系統。
[0023]下面通過幾個具體的示例對風力發電機的結構和工作原理進行詳細介紹。
[0024]示例一
[0025]圖1a和圖1b為本實用新型提供的風力發電和太陽能發電組合系統中風力發電機的示例一的兩種不同截面的結構示意圖。如圖1a和圖1b所示，風力發電機包括4個納米摩擦發電機10、容納這些納米摩擦發電機10的殼體14和固定軸11。本實用新型對納米摩擦發電機的個數不作限制，納米摩擦發電機的具體結構將在后面詳細描述。固定軸11的一部分位于殼體14外部，另一部分穿過殼體14的底壁15伸入到殼體14內部。本示例中，第一彈性部件和第二彈性部件均為彈簧，每個納米摩擦發電機10通過一個彈簧12與殼體14的內側壁連接，同時通過一個彈簧13與固定軸11連接。殼體14的內側壁上固設有至少一個固定部件16，每個納米摩擦發電機10通過彈簧12與對應的固定部件16連接。固定部件16為可選部件，如果沒有固定部件16，每個納米摩擦發電機10通過彈簧12直接與殼體14的內側壁連接。
[0026]在圖1a和圖1b所示的結構中，殼體14為圓柱形結構，但本實用新型對此不做限制，殼體14可以為其它任意的柱形結構。為了能使風從納米摩擦發電機的正表面吹過，殼體14可以為一槽體，即殼體14沒有頂壁，風可以直接灌入到殼體14內部；或者，殼體14具有頂壁，但頂壁上具有多個通孔，風可以從通孔吹進殼體14內部。上述太陽能組件可固設在風力發電機的殼體的外壁上，也可以單獨設置，由此組成一個風力發電和太陽能發電組合的發電系統。
[0027]圖1a和圖1b所示的發電裝置的工作原理是:當風從納米摩擦發電機10的正表面方向吹過時，一部分風能帶動納米摩擦發電機10產生機械形變，從而產生電能；另一部分風能帶動彈簧12和13產生形變，從而使得這部分風能轉化為彈簧12和13的彈性勢能，而后帶動納米摩擦發電機10持續振動發電，從而提高了風力發電機的發電效率。
[0028]需要說明的是，本實用新型對上述彈簧12和13的個數不做限制，即每個納米摩擦發電機可通過多個彈簧與殼體的內側壁(或固定部件)連接，也可通過多個彈簧與固定軸連接。
[0029]示例二
[0030]圖2a和圖2b為本實用新型提供的風力發電和太陽能發電組合系統中風力發電機的示例二的兩種不同截面的結構示意圖。如圖2a和圖2b所示，風力發電機包括多個納米摩擦發電機10、容納這些納米摩擦發電機10的殼體20、轉動軸21、多個凸輪22以及扇葉23。本實用新型對納米摩擦發電機的個數不作限制，納米摩擦發電機的具體結構將在后面詳細描述。
[0031]本實用新型中，殼體20為柱形結構。圖2a和圖2b所示的殼體20為一正四棱柱結構。多個納米摩擦發電機10均勻分布在殼體20的4個側壁上。
[0032]轉動軸21的一部分位于殼體20外部，這部分轉動軸的端部固設有扇葉23。轉動軸21的另一部分位于殼體20內部，這部分轉動軸的端部抵至殼體20的底壁。
[0033]如圖2b所示，位于殼體內部的轉動軸21上固設有多個凸輪22，多個凸輪22間隔設置，每個凸輪用來擠壓與其對應的4個納米摩擦發電機。具體地，每個凸輪具有多個凸起部，如圖2a所示，凸輪22具有3個凸起部24，該凸起部24的頂端到轉動軸21的距離略大于納米摩擦發電機10到轉動軸21的距離，這樣在凸輪22轉動過程中，凸輪22的凸起部24的端部就會接觸并擠壓納米摩擦發電機10。在圖2b中，凸輪22的凸起部沒有接觸到納米摩擦發電機10，此時凸輪22的凸起部的端部還未到達這兩個側壁上的納米摩擦發電機。
[0034]上述殼體20可以為一槽體，即殼體20沒有頂壁，這樣一部分風可以直接灌入到殼體20內部，這部分風吹過納米摩擦發電機也能帶動納米摩擦發電機產生一定的機械形變，從而產生電能。或者，殼體20具有頂壁，轉動軸21的另一部分穿過殼體20的頂壁伸入到殼體20內部。上述太陽能組件可固設在風力發電機的殼體的外壁上，也可以單獨設置，由此組成一個風力發電和太陽能發電組合的發電系統。
[0035]圖2a和圖2b所示的風力發電機的工作原理是:當風吹過時，會使扇葉23轉動，扇葉23帶動轉動軸21轉動，進一步的轉動軸21帶動多個凸輪22轉動，凸輪22在轉動過程中其凸起部的端部擠壓納米摩擦發電機10，使納米摩擦發電機10產生機械形變，從而產生電能。
[0036]示例三
[0037]圖3a為本實用新型提供的風力發電和太陽能發電組合系統中風力發電機的示例三的立體結構示意圖。如圖3a所示,風力發電機包括上夾壁25、下夾壁26、設置在上夾壁25和下夾壁26之間的多個支撐臂27、固設在上夾壁25和下夾壁26上的至少一個納米摩擦發電機。由于納米摩擦發電機固設在上夾壁25和下夾壁26的內側表面上，因此圖3a中并未示出。上夾壁和下夾壁以及兩者之間的支撐臂構成風力發電機的殼體。
[0038]如圖3a所示，多個支撐臂27沿著上夾壁25和下夾壁26的兩個相對的長邊緣而設置，相鄰的兩個支撐臂之間形成通風口。其中，沿著上夾壁25和下夾壁26的每一個長邊緣而設置的相鄰的支撐臂之間形成的是出風口 28，在圖3a中沿著上夾壁25和下夾壁26的短邊緣并未設置支撐臂，因而上夾壁25和下夾壁26的短邊緣之間形成進風口 29。圖3a未示出的風力發電機的另一個長邊緣和短邊緣的結構與示出的結構是對稱相同的。需要說明的是，圖3a僅為一具體的例子，本實用新型不僅限于此，所述支撐臂可以靈活設置，其目的是為了形成通風口。
[0039]圖3b和圖3c為本實用新型提供的風力發電和太陽能發電組合系統中風力發電機示例三中納米摩擦發電機的一種設置方式的示意圖。如圖3b和圖3c所示,上夾壁25上固設有I個納米摩擦發電機101，下夾壁26上固設有I個納米摩擦發電機102，納米摩擦發電機101和102相對設置，納米摩擦發電機101和102都呈向內拱起的拱形結構。當風吹過納米摩擦發電機時，這樣的拱形結構更易于使納米摩擦發電機發生變形，從而提高發電效率。
[0040]本實用新型對固設在上夾壁和下夾壁上的納米摩擦發電機的個數不做限制。固設在上夾壁上的納米摩擦發電機可為多個，固設在下夾壁上的納米摩擦發電機可為多個，固設在上夾壁上的納米摩擦發電機與固設在下夾壁上的納米摩擦發電機一一相對設置。
[0041 ] 上述太陽能組件可固設在風力發電機的上夾壁或下夾壁的外壁上，也可以單獨設置，由此組成一個風力發電和太陽能發電組合的發電系統。
[0042]上述風力發電機的工作原理是:當風從通風口吹入上夾壁和下夾壁之間時，納米摩擦發電機會因風的吹動受到擠壓而產生機械形變，從而產生電能，納米摩擦發電機可以為拱形結構，進一步提高了風力發電機的發電效率。
[0043]基于上述太陽能組件和風力發電機的任意一種結構，下面將進一步介紹整個發電系統的結構和工作原理。
[0044]圖4為本實用新型提供的風力發電和太陽能發電組合系統的一實施例的電路原理示意圖。如圖4所示，儲能裝置包括:整流電路30、第一開關控制電路31、第一直流/直流控制電路32、儲能電路33以及第二開關控制電路41和第二直流/直流控制電路42。
[0045]其中，整流電路30與納米摩擦發電機10的輸出端相連，整流電路30接收納米摩擦發電機10輸出的交流脈沖電信號，對該交流脈沖電信號進行整流處理得到直流電壓Ul ；第一開關控制電路31與整流電路30、第一直流/直流控制電路32和儲能電路33相連，第一開關控制電路31接收整流電路30輸出的直流電壓Ul和儲能電路33反饋的瞬時充電電壓U2，根據該直流電壓Ul和瞬時充電電壓U2得到第一控制信號SI，將第一控制信號SI輸出給第一直流/直流控制電路32 ;第一直流/直流控制電路32與整流電路30、第一開關控制電路31和儲能電路33相連，第一直流/直流控制電路32根據第一開關控制電路31輸出的第一控制信號SI對整流電路30輸出的直流電壓Ul進行轉換處理輸出給儲能電路33充電，得到瞬時充電電壓U2。
[0046]第二開關控制電路41與太陽能組件40的輸出端、第二直流/直流控制電路42和儲能電路33相連，第二開關控制電路41接收太陽能組件40輸出的直流電壓U3和儲能電路33反饋的瞬時充電電壓U2，根據直流電壓U3和瞬時充電電壓U2得到第二控制信號S2，將第二控制信號S2輸出給第二直流/直流控制電路42。第二直流/直流控制電路42與太陽能組件40的輸出端、第二開關控制電路41和儲能電路33相連，第二直流/直流控制電路42根據第二開關控制電路41輸出的第二控制信號S2對太陽能組件40輸出的直流電壓U3進行轉換處理輸出給儲能電路33充電，得到瞬時充電電壓U2。
[0047]圖4所示的電路的工作原理是:當風力作用于納米摩擦發電機10時，會使納米摩擦發電機10發生機械形變，從而產生交流脈沖電信號。整流電路30接收到該交流脈沖電信號后，對其進行整流處理，得到單向脈動的直流電壓U1。第一開關控制電路31接收整流電路30輸出的直流電壓Ul和儲能電路33反饋的瞬時充電電壓U2后，將直流電壓Ul和瞬時充電電壓U2分別與儲能電路33的充滿電壓UO進行比較，如果直流電壓Ul高于充滿電壓UO且瞬時充電電壓U2低于充滿電壓U0,此時第一開關控制電路31輸出第一控制信號SI，控制第一直流/直流控制電路32將整流電路30輸出的直流電壓Ul進行降壓處理，輸出給儲能電路33進行充電，得到瞬時充電電壓U2 ;如果直流電壓Ul低于等于充滿電壓UO且瞬時充電電壓U2低于充滿電壓U0,此時第一開關控制電路31輸出第一控制信號SI,控制第一直流/直流控制電路32將整流電路30輸出的直流電壓Ul進行升壓處理，輸出給儲能電路33進行充電，得到瞬時充電電壓U2 ;又如果瞬時充電電壓U2等于或短時高于充滿電壓U0,不管直流電壓Ul高于或低于充滿電壓U0,此時第一開關控制電路31輸出第一控制信號SI，控制第一直流/直流控制電路32使其停止為儲能電路33充電。當太陽光照射到太陽能組件40上時，太陽能組件40會將光能轉換為直流電能，輸出直流電壓U3。第二開關控制電路41接收太陽能組件40輸出的直流電壓U3和儲能電路33反饋的瞬時充電電壓U2后，將直流電壓U3和瞬時充電電壓U2分別與儲能電路33的充滿電壓UO進行比較，如果直流電壓U3高于充滿電壓UO且瞬時充電電壓U2低于充滿電壓U0，此時第二開關控制電路41輸出第二控制信號S2，控制第二直流/直流控制電路42將太陽能組件40輸出的直流電壓U3進行降壓處理，輸出給儲能電路33進行充電，得到瞬時充電電壓U2 ;如果直流電壓U3低于等于充滿電壓UO且瞬時充電電壓U2低于充滿電壓U0，此時第二開關控制電路41輸出第二控制信號S2，控制第二直流/直流控制電路42將太陽能組件40輸出的直流電壓U3進行升壓處理，輸出給儲能電路33進行充電，得到瞬時充電電壓U2 ;又如果瞬時充電電壓U2等于或短時高于充滿電壓U0，不管直流電壓U3高于或低于充滿電壓U0，此時第二開關控制電路41輸出第二控制信號S2，控制第二直流/直流控制電路42使其停止為儲能電路33充電。上述控制方式僅為一個具體的例子，本實用新型對此不做限制，也可采用其他的控制方式為儲能電路充電。
[0048]可選地，儲能電路33可以為鋰離子電池、鎳氫電池、鉛酸電池或超級電容器等儲能元件。
[0049]圖4所示的發電系統的特點是采用太陽能組件和納米摩擦發電機同時為儲能電路進行充電，其中納米摩擦發電機收集風能，太陽能組件收集太陽能，這兩個高效率的系統疊加在一起，使整個系統的效率得以大幅度的提升。納米摩擦發電機作為風力發電機的核心部件能夠將風能轉化為電能，由于納米摩擦發電機本身的發電效率很高，使整個風力發電機有很高的發電效率，再加上高效的設計結構，實現了一個最佳的發電效率。同時，該發電系統的核心部件生產便捷，而且形狀、尺寸不僅可以加工至微小化，實現發電系統的微型化；也可以加工至較大尺寸，實現高功率發電。另外，由于納米摩擦發電機微型化、薄膜化，進而使得整個發電系統重量減小，同時成本得到了極大的降低。
[0050]圖5為本實用新型提供的風力發電和太陽能發電組合系統的又一實施例的電路原理示意圖。如圖5所示，儲能裝置包括:第一開關控制電路51、整流電路52、開關電路53、第二開關控制電路54、直流/直流控制電路55和儲能電路56。
[0051]其中第一開關控制電路51與太陽能組件50的輸出端、納米摩擦發電機10相連，第一開關控制電路51接收太陽能組件50輸出的直流電壓U4,根據直流電壓U4向納米摩擦發電機10輸出用于控制納米摩擦發電機是否工作的控制信號S3。整流電路52與納米摩擦發電機10的輸出端相連，整流電路52接收納米摩擦發電機10輸出的交流脈沖電信號，對該交流脈沖電信號進行整流處理得到直流電壓U5。開關電路53的控制端與太陽能組件50的輸出端相連，根據太陽能組件50輸出的直流電壓U4控制開關電路53的輸入/輸出端與太陽能組件50的輸出端或整流電路52連通。如果開關電路53的輸入/輸出端與太陽能組件50的輸出端連通,那么開關電路53的輸入/輸出端輸出的直流電壓U6等于U4 ;如果開關電路53的輸入/輸出端與整流電路52連通，那么開關電路53的輸入/輸出端輸出的直流電壓U6等于U5。第二開關控制電路54與開關電路53的輸入/輸出端、直流/直流控制電路55和儲能電路56相連，第二開關控制電路54接收開關電路53的輸入/輸出端輸出的直流電壓U6和儲能電路56反饋的瞬時充電電壓U7，根據直流電壓U6和瞬時充電電壓U7得到控制信號S4,將控制信號S4輸出給直流/直流控制電路55。直流/直流控制電路55與開關電路53的輸入/輸出端、第二開關控制電路54和儲能電路56相連，根據第二開關控制電路54輸出的控制信號S4對開關電路53的輸入/輸出端輸出的直流電壓U6進行轉換處理輸出給儲能電路56充電，得到瞬時充電電壓U7。
[0052]圖5所示的電路的工作原理是:當太陽光照射到太陽能組件50上時，太陽能組件50會將光能轉換為直流電能，輸出直流電壓U4。開關電路53的控制端和第一開關控制電路51會同時接收到該直流電壓U4，將直流電壓U4與預先配置在開關電路53和第一開關控制電路51中的工作電壓U’進行比較，如果U4大于或等于U，，開關電路53控制其輸入/輸出端與太陽能組件50的輸出端連通，與此同時第一開關控制電路51向納米摩擦發電機10輸出用于控制納米摩擦發電機10停止工作的控制信號S3 ;如果U4小于U’，第一開關控制電路51向納米摩擦發電機10輸出用于控制納米摩擦發電機10繼續工作的控制信號S3，與此同時開關電路53控制其輸入/輸出端與整流電路52連通。第二開關控制電路54接收開關電路53的輸入/輸出端輸出的直流電壓U6和儲能電路56反饋的瞬時充電電壓U7后，將直流電壓U6和瞬時充電電壓U7分別與儲能電路56的充滿電壓UO進行比較，如果直流電壓U6高于充滿電壓UO且瞬時充電電壓U7低于充滿電壓U0，此時第二開關控制電路54輸出控制信號S4,控制直流/直流控制電路55將開關電路53的輸入/輸出端輸出的直流電壓U6進行降壓處理，輸出給儲能電路56進行充電，得到瞬時充電電壓U7 ;如果直流電壓U6低于等于充滿電壓UO且瞬時充電電壓U7低于充滿電壓U0，此時第二開關控制電路54輸出控制信號S4，控制直流/直流控制電路55將直流電壓U6進行升壓處理，輸出給儲能電路56進行充電，得到瞬時充電電壓U7 ;又如果瞬時充電電壓U7等于或短時高于充滿電壓UO，不管直流電壓U6高于或低于充滿電壓UO，此時第二開關控制電路54輸出控制信號S4，控制直流/直流控制電路55使其停止為儲能電路56充電。上述控制方式僅為一個具體的例子，本實用新型對此不做限制，也可采用其他的控制方式為儲能電路充電。[0053]可選地，儲能電路56可以為鋰離子電池、鎳氫電池、鉛酸電池或超級電容器等儲能元件。
[0054]圖5所示的發電系統的特點是采用太陽能組件和納米摩擦發電機交替為儲能電路進行充電，其中納米摩擦發電機收集風能，太陽能組件收集太陽能。這種電路設計靈活，能夠根據實際情況自動切換，在太陽能充足的情況下，采用太陽能組件為儲能電路進行充電，并且使納米摩擦發電機停止工作，延長了納米摩擦發電機及整流電路的使用壽命；在太陽能不足的情況下，采用納米摩擦發電機為儲能電路進行充電，大大提高了整個系統的發電效率。
[0055]下面將詳細介紹自充電超級電容器中的納米摩擦發電機的結構和工作原理。
[0056]納米摩擦發電機的第一種結構如圖6a和圖6b所示。圖6a和圖6b分別示出了納米摩擦發電機的第一種結構的立體結構示意圖和剖面結構示意圖。該納米摩擦發電機包括:依次層疊設置的第一電極61，第一高分子聚合物絕緣層62，以及第二電極63。具體地，第一電極61設置在第一高分子聚合物絕緣層62的第一側表面上；且第一高分子聚合物絕緣層62的第二側表面與第二電極63的表面接觸摩擦并在第二電極63和第一電極61處感應出電荷。因此，上述的第一電極61和第二電極63構成納米摩擦發電機的兩個輸出端。
[0057]為了提高納米摩擦發電機的發電能力，在第一高分子聚合物絕緣層62的第二側表面(即相對第二電極63的面上)進一步設有微納結構64。因此，當納米摩擦發電機受到擠壓時，第一高分子聚合物絕緣層62與第二電極63的相對表面能夠更好地接觸摩擦，并在第一電極61和第二電極63處感應出較多的電荷。由于上述的第二電極63主要用于與第一高分子聚合物絕緣層62摩擦，因此，第二電極63也可以稱之為摩擦電極。
[0058]上述的微納結構64具體可以采取如下兩種可能的實現方式:第一種方式為，該微納結構是微米級或納米級的非常小的凹凸結構。該凹凸結構能夠增加摩擦阻力，提高發電效率。所述凹凸結構能夠在薄膜制備時直接形成，也能夠用打磨的方法使第一高分子聚合物絕緣層的表面形成不規則的凹凸結構。具體地，該凹凸結構可以是半圓形、條紋狀、立方體型、四棱錐型、或圓柱形等形狀的凹凸結構。第二種方式為，該微納結構是納米級孔狀結構，此時第一高分子聚合物絕緣層所用材料優選為聚偏氟乙烯(PVDF)，其厚度為0.5-1.2mm (優選1.0mm)，且其相對第二電極的面上設有多個納米孔。其中，每個納米孔的尺寸，即寬度和深度，可以根據應用的需要進行選擇，優選的納米孔的尺寸為:寬度為IO-1OOnm以及深度為4_50 μ m。納米孔的數量可以根據需要的輸出電流值和電壓值進行調整，優選的這些納米孔是孔間距為2-30 μ m的均勻分布，更優選的平均孔間距為9 μ m的均勻分布。
[0059]下面具體介紹一下圖6a和圖6b所示的納米摩擦發電機的工作原理。當該納米摩擦發電機的各層受到擠壓時，納米摩擦發電機中的第二電極63與第一高分子聚合物絕緣層62表面相互摩擦產生靜電荷,靜電荷的產生會使第一電極61和第二電極63之間的電容發生改變，從而導致第一電極61和第二電極63之間出現電勢差。由于第一電極61和第二電極63作為納米摩擦發電機的輸出端與儲能裝置連接，儲能裝置構成納米摩擦發電機的外電路，納米摩擦發電機的兩個輸出端之間相當于被外電路連通。當該納米摩擦發電機的各層恢復到原來狀態時，這時形成在第一電極和第二電極之間的內電勢消失，此時已平衡的第一電極和第二電極之間將再次產生反向的電勢差。通過反復摩擦和恢復，就可以在外電路中形成周期性的交流脈沖電信號。
[0060]根據發明人的研究發現，金屬與高分子聚合物摩擦，金屬更易失去電子，因此采用金屬電極與高分子聚合物摩擦能夠提高能量輸出。因此，相應地，在圖6a和圖6b所示的納米摩擦發電機中，第二電極由于需要作為摩擦電極(即金屬)與第一高分子聚合物進行摩擦，因此其材料可以選自金屬或合金，其中金屬可以是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、硒、鐵、猛、鑰、鶴或鑰;；合金可以是招合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。第一電極由于不需要進行摩擦，因此，除了可以選用上述羅列的第二電極的材料之外，其他能夠制作電極的材料也可以應用，也就是說，第一電極除了可以選自金屬或合金，其中金屬可以是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、硒、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金可以是鋁合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鎢合金、鑰合金、鈮合金或鉭合金之外，還可以選自銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜等非金屬材料。
[0061]在圖6a所示的結構中，第一高分子聚合物絕緣層與第二電極是正對貼合，并通過外側邊緣的膠布粘貼在一起的，但本實用新型不僅限于此。第一高分子聚合物絕緣層與第二電極之間可以設置有多個彈性部件，例如彈簧，這些彈簧分布在第一高分子聚合物絕緣層與第二電極的外側邊緣，用于形成第一高分子聚合物絕緣層與第二電極之間的彈性支撐臂。當外力作用于納米摩擦發電機時，納米摩擦發電機受到擠壓，彈簧被壓縮，使得第一高分子聚合物絕緣層與第二電極接觸形成摩擦界面；當外力消失時，彈簧彈起，使得第一高分子聚合物絕緣層與第二電極分離，納米摩擦發電機恢復到原來的狀態。
[0062]納米摩擦發電機的第二種結構如圖7a和圖7b所示。圖7a和圖7b分別示出了納米摩擦發電機的第二種結構的立體結構示意圖和剖面結構示意圖。該納米摩擦發電機包括:依次層疊設置的第一電極71，第一高分子聚合物絕緣層72，第二高分子聚合物絕緣層74以及第二電極73。具體地，第一電極71設置在第一高分子聚合物絕緣層72的第一側表面上；第二電極73設置在第二高分子聚合物絕緣層74的第一側表面上；其中，第一高分子聚合物絕緣層72的第二側表面與第二高分子聚合物絕緣層74的第二側表面接觸摩擦并在第一電極71和第二電極73處感應出電荷。其中，第一電極71和第二電極73構成納米摩擦發電機的兩個輸出端。
[0063]為了提高納米摩擦發電機的發電能力，第一高分子聚合物絕緣層72和第二高分子聚合物絕緣層74相對設置的兩個面中的至少一個面上設有微納結構。在圖7b中，第一高分子聚合物絕緣層72的面上設有微納結構75。因此，當納米摩擦發電機受到擠壓時，第一高分子聚合物絕緣層72與第二高分子聚合物絕緣層74的相對表面能夠更好地接觸摩擦，并在第一電極71和第二電極73處感應出較多的電荷。上述的微納結構可參照上文的描述，此處不再贅述。
[0064]圖7a和圖7b所示的納米摩擦發電機的工作原理與圖6a和圖6b所示的納米摩擦發電機的工作原理類似。區別僅在于，當圖7a和圖7b所示的納米摩擦發電機的各層受到擠壓時，是由第一高分子聚合物絕緣層72與第二高分子聚合物絕緣層74的表面相互摩擦來產生靜電荷的。因此，關于圖7a和圖7b所示的納米摩擦發電機的工作原理此處不再贅述。[0065]圖7a和圖7b所示的納米摩擦發電機主要通過聚合物(第一高分子聚合物絕緣層)與聚合物(第二高分子聚合物絕緣層)之間的摩擦來產生電信號。
[0066]在這種結構中，第一電極和第二電極所用材料可以是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金，其中金屬可以是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、硒、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金可以是招合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。上述兩種結構中，第一高分子聚合物絕緣層和第二高分子聚合物絕緣層分別選自聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維(再生)海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基薄膜，甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚異丁烯薄膜、聚氨酯柔性海綿薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸鹽薄膜中的一種。其中，在第二種結構中，原則上第一高分子聚合物絕緣層和第二高分子聚合物絕緣層的材質可以相同，也可以不同。但是，如果兩層高分子聚合物絕緣層的材質都相同，會導致摩擦起電的電荷量很小。因此優選地，第一高分子聚合物絕緣層與第二高分子聚合物絕緣層的材質不同。
[0067]在圖7a所示的結構中，第一高分子聚合物絕緣層72與第二高分子聚合物絕緣層74是正對貼合，并通過外側邊緣的膠布粘貼在一起的，但本實用新型不僅限于此。第一高分子聚合物絕緣層72與第二高分子聚合物絕緣層74之間可以設置有多個彈性部件，圖7c示出了納米摩擦發電機的第二種結構的具有彈性部件作為支撐臂的立體結構示意圖，如圖7c所示，彈性部件可選為彈簧70，這些彈簧70分布在第一高分子聚合物絕緣層72與第二高分子聚合物絕緣層74的外側邊緣，用于形成第一高分子聚合物絕緣層72與第二高分子聚合物絕緣層74之間的彈性支撐臂。當外力作用于納米摩擦發電機時，納米摩擦發電機受到擠壓，彈簧70被壓縮，使得第一高分子聚合物絕緣層72與第二高分子聚合物絕緣層74接觸形成摩擦界面；當外力消失時，彈簧70彈起，使得第一高分子聚合物絕緣層72與第二高分子聚合物絕緣層74分離，納米摩擦發電機恢復到原來的狀態。
[0068]除了上述兩種結構外，納米摩擦發電機還可以采用第三種結構實現，如圖8a和圖8b所示。圖8a和圖8b分別示出了納米摩擦發電機的第三種結構的立體結構示意圖和剖面結構示意圖。從圖中可以看出，第三種結構在第二種結構的基礎上增加了一個居間薄膜層，即:第三種結構的納米摩擦發電機包括依次層疊設置的第一電極81、第一高分子聚合物絕緣層82、居間薄膜層80、第二高分子聚合物絕緣層84以及第二電極83。具體地，第一電極81設置在第一高分子聚合物絕緣層82的第一側表面上；第二電極83設置在第二高分子聚合物絕緣層84的第一側表面上，且居間薄膜層80設置在第一高分子聚合物絕緣層82的第二側表面和第二高分子聚合物絕緣層84的第二側表面之間。其中，所述居間薄膜層80和第一高分子聚合物絕緣層82相對設置的兩個面中的至少一個面上設有微納結構85，和/或所述居間薄膜層80和第二高分子聚合物絕緣層84相對設置的兩個面中的至少一個面上設有微納結構85，關于微納結構85的具體設置方式可參照上文描述，此處不再贅述。
[0069]圖8a和圖8b所示的納米摩擦發電機的材質可以參照前述的第二種結構的納米摩擦發電機的材質進行選擇。其中，居間薄膜層也可以選自透明高聚物聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)和液晶高分子聚合物(LCP)中的任意一種。其中，所述第一高分子聚合物絕緣層與第二高分子聚合物絕緣層的材料優選透明高聚物聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET);其中，所述居間薄膜層的材料優選聚二甲基硅氧烷(PDMS)。上述的第一高分子聚合物絕緣層、第二高分子聚合物絕緣層、居間薄膜層的材質可以相同，也可以不同。但是，如果三層高分子聚合物絕緣層的材質都相同，會導致摩擦起電的電荷量很小，因此，為了提高摩擦效果，居間薄膜層的材質不同于第一高分子聚合物絕緣層和第二高分子聚合物絕緣層，而第一高分子聚合物絕緣層與第二高分子聚合物絕緣層的材質則優選相同，這樣，能減少材料種類，使本實用新型的制作更加方便。
[0070]在圖8a和圖Sb所示的實現方式中，居間薄膜層80是一層聚合物膜，因此實質上與圖7a和圖7b所示的實現方式類似，仍然是通過聚合物(居間薄膜層)和聚合物(第二高分子聚合物絕緣層)之間的摩擦來發電的。其中，居間薄膜層容易制備且性能穩定。
[0071]如果在居間薄膜層和第一高分子聚合物絕緣層相對設置的兩個面中的至少一個面上設有微納結構，在圖8a所示的結構中，第一高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層是正對貼合，并通過外側邊緣的膠布粘貼在一起的，但本實用新型不僅限于此。第一高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層之間可以設置有多個彈性部件，例如彈簧，這些彈簧分布在第一高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層的外側邊緣，用于形成第一高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層之間的彈性支撐臂。當外力作用于納米摩擦發電機時，納米摩擦發電機受到擠壓，彈簧被壓縮，使得第一高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層接觸形成摩擦界面；當外力消失時，彈簧彈起，使得第一高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層分離，納米摩擦發電機恢復到原來的狀態。
[0072]如果在居間薄膜層和第二高分子聚合物絕緣層相對設置的兩個面中的至少一個面上設有微納結構，在圖8a所示的結構中，第二高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層是正對貼合，并通過外側邊緣的膠布粘貼在一起的，但本實用新型不僅限于此。第二高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層之間可以設置有多個彈性部件，例如彈簧，這些彈簧分布在第二高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層的外側邊緣，用于形成第二高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層之間的彈性支撐臂。當外力作用于納米摩擦發電機時，納米摩擦發電機受到擠壓，彈簧被壓縮，使得第二高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層接觸形成摩擦界面；當外力消失時，彈簧彈起，使得第二高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層分離，納米摩擦發電機恢復到原來的狀態。
[0073]可選地，彈性部件可以同時設置在居間薄膜層與第一高分子聚合物絕緣層、居間薄膜層與第二高分子聚合物絕緣層之間。
[0074]另外，納米摩擦發電機還可以采用第四種結構來實現，如圖9a和圖9b所示，包括:依次層疊設置的第一電極91，第一高分子聚合物絕緣層92，居間電極層90，第二高分子聚合物絕緣層94和第二電極93 ;其中，第一電極91設置在第一高分子聚合物絕緣層92的第一側表面上；第二電極93設置在第二高分子聚合物絕緣層94的第一側表面上，居間電極層90設置在第一高分子聚合物絕緣層92的第二側表面與第二高分子聚合物絕緣層94的第二側表面之間。其中，第一高分子聚合物絕緣層92相對居間電極層90的面和居間電極層90相對第一高分子聚合物絕緣層92的面中的至少一個面上設置有微納結構(圖未示);和/或，第二高分子聚合物絕緣層94相對居間電極層90的面和居間電極層90相對第二高分子聚合物絕緣層94的面中的至少一個面上設置有微納結構(圖未示)。在這種方式中，通過居間電極層90與第一高分子聚合物絕緣層92和第二高分子聚合物絕緣層94之間摩擦產生靜電荷，由此將在居間電極層90與第一電極91和第二電極93之間產生電勢差,此時,第一電極91和第二電極93串聯為納米摩擦發電機的一個輸出端；居間電極層90為納米摩擦發電機的另一個輸出端。
[0075]在圖9a和圖9b所示的結構中，第一高分子聚合物絕緣層、第二高分子聚合物絕緣層、第一電極和第二電極的材質可以參照前述的第二種結構的納米摩擦發電機的材質進行選擇。居間電極層可以選擇導電薄膜、導電高分子、金屬材料，金屬材料包括純金屬和合金，純金屬選自金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、硒、鐵、錳、鑰、鎢、釩等，合金可以選自輕合金(招合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金等)、重有色合金(銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金等)、低熔點合金(鉛、錫、鎘、鉍、銦、鎵及其合金)、難熔合金(鎢合金、鑰合金、鈮合金、鉭合金等)。居間電極層的厚度優選100 μ m-500 μ m,更優選200 μ m。
[0076]如果第一高分子聚合物絕緣層相對居間電極層的面和居間電極層相對第一高分子聚合物絕緣層的面中的至少一個面上設置有微納結構，在圖9a所示的結構中，第一高分子聚合物絕緣層與居間電極層是正對貼合，并通過外側邊緣的膠布粘貼在一起的，但本實用新型不僅限于此。第一高分子聚合物絕緣層與居間電極層之間可以設置有多個彈性部件，例如彈簧，這些彈簧分布在第一高分子聚合物絕緣層與居間電極層的外側邊緣，用于形成第一高分子聚合物絕緣層與居間電極層之間的彈性支撐臂。當外力作用于納米摩擦發電機時，納米摩擦發電機受到擠壓，彈簧被壓縮，使得第一高分子聚合物絕緣層與居間電極層接觸形成摩擦界面；當外力消失時，彈簧彈起，使得第一高分子聚合物絕緣層與居間電極層分離，納米摩擦發電機恢復到原來的狀態。
[0077]如果第二高分子聚合物絕緣層相對居間電極層的面和居間電極層相對第二高分子聚合物絕緣層的面中的至少一個面上設置有微納結構，在圖9a所示的結構中，第二高分子聚合物絕緣層與居間電極層是正對貼合，并通過外側邊緣的膠布粘貼在一起的，但本實用新型不僅限于此。第二高分子聚合物絕緣層與居間電極層之間可以設置有多個彈性部件，例如彈簧，這些彈簧分布在第二高分子聚合物絕緣層與居間電極層的外側邊緣，用于形成第二高分子聚合物絕緣層與居間電極層之間的彈性支撐臂。當外力作用于納米摩擦發電機時，納米摩擦發電機受到擠壓，彈簧被壓縮，使得第二高分子聚合物絕緣層與居間電極層接觸形成摩擦界面；當外力消失時，彈簧彈起，使得第二高分子聚合物絕緣層與居間電極層分離，納米摩擦發電機恢復到原來的狀態。
[0078]可選地，彈性部件可以同時設置在居間電極層與第一高分子聚合物絕緣層、居間電極層與第二高分子聚合物絕緣層之間。
[0079]本實用新型提供的采用納米摩擦發電機的風力發電與太陽能發電組合的發電系統實現了風能和太陽能的雙重收集利用，這不僅節約了能源，而且清潔環保，保護了環境。對于采用納米摩擦發電機的風力發電機，由于納米摩擦發電機本身的發電效率很高，而使整個風力發電機有很高的發電效率，再加上高效的設計結構，實現了一個最佳的發電效率。
[0080]本實用新型的采用納米摩擦發電機的風力發電機的結構可以設計成多種形式，可以根據應用場所的不同選擇不同的結構設計，擴大了風力發電機的應用范圍。
[0081]本實用新型提供的發電系統實現了納米摩擦發電機收集風能發電與太陽能發電的結合，兩個聞效率的子系統的置加，使整個系統的效率得到大幅度的提聞。另外還提供了一種儲能裝置，該儲能裝置設計靈活，能自動進行切換，不僅可以同時儲存納米摩擦發電機收集風能所發的電與太陽能發的電，還可以交替儲存納米摩擦發電機收集風能所發的電與太陽能發的電，操作簡單。
[0082]最后，需要注意的是:以上列舉的僅是本實用新型的具體實施例子，當然本領域的技術人員可以對本實用新型進行改動和變型，倘若這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內，均應認為是本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種采用納米摩擦發電機的風力發電和太陽能發電組合系統，其特征在于，包括:風力發電機、太陽能組件和儲能裝置； 所述風力發電機包括用于將機械能轉化為電能的至少一個納米摩擦發電機； 所述太陽能組件由多個太陽能電池組成，所述多個太陽能電池以串聯或并聯方式連接形成太陽能組件的至少兩個輸出端，其中每個太陽能電池為由半導體材料所形成的PN結式結構的光電轉換單元； 所述儲能裝置與所述納米摩擦發電機的輸出端和所述太陽能組件的至少兩個輸出端相連，用于對所述納米摩擦發電機輸出的電能和所述太陽能組件輸出的電能進行存儲。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述PN結是半導體薄膜的結構。
3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述太陽能組件還包括保護體。
4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述保護體為保護板或保護膜。
5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述風力發電機還包括容納至少一個納米摩擦發電機的殼體，所述至少一個納米摩擦發電機與所述殼體的內壁連接或者所述至少一個納米摩擦發電機固設在所述殼體的內壁上。
6.根據權利要求5所述的系統，其特征在于，所述風力發電機還包括:固定軸；所述固定軸的一部分位于所述殼體外部，所述固定軸的另一部分穿過所述殼體的底壁伸入到所述殼體內部；每個納米摩擦發電機通過至少一個第一彈性部件與所述殼體的內側壁連接，且通過至少一個第二彈性部件與所述固定軸連接。
7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述殼體的內側壁上固設有至少一個固定部件，所述每個納米摩擦發電機通過至少一個第一彈性部件與對應的固定部件連接。
8.根據權利要求6或7所述的系統,其特征在于,所述殼體為一槽體。
9.根據權利要求6或7所述的系統，其特征在于，所述殼體具有頂壁，且所述頂壁上具有多個通孔。
10.根據權利要求6或7所述的系統，其特征在于，所述第一彈性部件和第二彈性部件均為彈黃。
11.根據權利要求5所述的系統，其特征在于，所述風力發電機還包括:轉動軸、至少一個凸輪以及扇葉；其中，所述至少一個納米摩擦發電機固設在所述殼體的內壁上；所述轉動軸的一部分位于所述殼體外部，所述轉動軸的另一部分伸入到所述殼體內部；所述至少一個凸輪固設在位于所述殼體內部的所述轉動軸上；所述扇葉固設在位于所述殼體外部的所述轉動軸的端部。
12.根據權利要求11所述的系統，其特征在于，每個凸輪具有多個凸起部，在所述扇葉通過所述轉動軸帶動所述凸輪轉動時，所述多個凸起部的端部擠壓所述納米摩擦發電機。
13.根據權利要求11或12所述的系統，其特征在于，所述殼體為一槽體。
14.根據權利要求11或12所述的系統，其特征在于，所述殼體具有頂壁，所述轉動軸的另一部分穿過所述殼體的頂壁伸入到所述殼體內部。
15.根據權利要求6或11所述的系統，其特征在于，所述殼體為柱形結構。
16.根據權利要求5所述的系統，其特征在于，所述殼體包括:上夾壁和下夾壁、設置在所述上夾壁和下夾壁之間的多個支撐臂；所述至少一個納米摩擦發電機固設在所述上夾壁和/或下夾壁上；所述多個支撐臂沿著所述上夾壁和下夾壁的兩個相對的邊緣而設置，相鄰的兩個支撐臂之間形成通風口。
17.根據權利要求16所述的系統，其特征在于，所述納米摩擦發電機呈向內拱起的拱形結構。
18.根據權利要求16所述的系統，其特征在于，所述多個支撐臂沿著所述上夾壁和下夾壁的兩個相對的長邊緣而設置。
19.根據權利要求16或17或18所述的系統，其特征在于，固設在所述上夾壁上的納米摩擦發電機為一個，固設在所述下夾壁上的納米摩擦發電機為一個，這兩個納米摩擦發電機相對設置。
20.根據權利要求16或17或18所述的系統，其特征在于，固設在所述上夾壁上的納米摩擦發電機為多個，固設在所述下夾壁上的納米摩擦發電機為多個，固設在所述上夾壁上的納米摩擦發電機與固設在所述下夾壁上的納米摩擦發電機一一相對設置。
21.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述儲能裝置包括:整流電路、第一開關控制電路、第一直流/直流控制電路、第二開關控制電路、第二直流/直流控制電路以及儲能電路； 所述整流電路與所述至少一個納米摩擦發電機的輸出端相連，接收所述至少一個納米摩擦發電機輸出的交流脈沖電信號并對所述交流脈沖電信號進行整流處理得到直流電壓； 所述第一開關控制電路與所述整流電路、所述第一直流/直流控制電路和所述儲能電路相連，接收所述整流電路輸出的直流電壓和所述儲能電路反饋的瞬時充電電壓，根據所述整流電路輸出的直流電壓和所述儲能電路反饋的瞬時充電電壓得到第一控制信號，將所述第一控制信號輸出給所述第一直流/直流控制電路；` 所述第一直流/直流控制電路與所述整流電路、所述第一開關控制電路和所述儲能電路相連，根據所述第一開關控制電路輸出的第一控制信號對所述整流電路輸出的直流電壓進行轉換處理輸出給所述儲能電路充電，得到瞬時充電電壓； 所述第二開關控制電路與所述太陽能組件的至少兩個輸出端、所述第二直流/直流控制電路和所述儲能電路相連，接收所述太陽能組件輸出的直流電壓和所述儲能電路反饋的瞬時充電電壓，根據所述太陽能組件輸出的直流電壓和所述儲能電路反饋的瞬時充電電壓得到第二控制信號，將所述第二控制信號輸出給所述第二直流/直流控制電路； 所述第二直流/直流控制電路與所述太陽能組件的至少兩個輸出端、所述第二開關控制電路和所述儲能電路相連，根據所述第二開關控制電路輸出的第二控制信號對所述太陽能組件輸出的直流電壓進行轉換處理輸出給所述儲能電路充電，得到瞬時充電電壓。
22.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述儲能裝置包括:第一開關控制電路、整流電路、開關電路、第二開關控制電路、直流/直流控制電路和儲能電路； 所述第一開關控制電路與所述太陽能組件的至少兩個輸出端和所述至少一個納米摩擦發電機相連，接收所述太陽能組件輸出的直流電壓，根據所述太陽能組件輸出的直流電壓向所述至少一個納米摩擦發電機輸出用于控制納米摩擦發電機是否工作的控制信號； 所述整流電路與所述至少一個納米摩擦發電機的輸出端相連，接收所述至少一個納米摩擦發電機輸出的交流脈沖電信號并對所述交流脈沖信號進行整流處理得到直流電壓； 所述開關電路的控制端與所述太陽能組件的輸出端相連，根據所述太陽能組件輸出的直流電壓控制所述開關電路的輸入/輸出端與所述太陽能組件的至少兩個輸出端或所述整流電路連通； 所述第二開關控制電路與所述開關電路的輸入/輸出端、所述直流/直流控制電路和所述儲能電路相連，接收所述開關電路的輸入/輸出端輸出的直流電壓和所述儲能電路反饋的瞬時充電電壓，根據所述開關電路的輸入/輸出端輸出的直流電壓和所述儲能電路反饋的瞬時充電電壓得到控制信號，將所述控制信號輸出給所述直流/直流控制電路； 所述直流/直流控制電路與所述開關電路的輸入/輸出端、所述第二開關控制電路和所述儲能電路相連，根據所述第二開關控制電路輸出的控制信號對所述開關電路的輸入/輸出端輸出的直流電壓進行轉換處理輸出給所述儲能電路充電，得到瞬時充電電壓。
23.根據權利要求21或22所述的系統，其特征在于，所述儲能電路為鋰離子電池、鎳氫電池、鉛酸電池或超級電容器。
24.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述納米摩擦發電機包括:依次層疊設置的第一電極，第一高分子聚合物絕緣層，以及第二電極；其中，所述第一電極設置在所述第一高分子聚合物絕緣層的第一側表面上；且所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側表面朝向所述第二電極設置，所述第一電極和第二電極構成所述納米摩擦發電機的輸出端。
25.根據權利要求24所述的系統，其特征在于，所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側表面上設有微納結構。
26.根據權利要求25所述的系統，其特征在于，所述第一高分子聚合物絕緣層與所述第二電極之間設置有多個彈性部件，所述彈性部件用于在外力的作用下控制所述第一高分子聚合物絕緣層與所述第二電極接觸和分離。
27.根據權利要求26所述的系統，其特征在于，所述納米摩擦發電機進一步包括:設置在所述第二電極和所述第一高 分子聚合物絕緣層之間的第二高分子聚合物絕緣層，所述第二電極設置在所述第二高分子聚合物絕緣層的第一側表面上；且所述第二高分子聚合物絕緣層的第二側表面與所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側表面相對設置。
28.根據權利要求27所述的系統，其特征在于，所述第一高分子聚合物絕緣層和第二高分子聚合物絕緣層相對設置的兩個面中的至少一個面上設有微納結構。
29.根據權利要求28所述的系統，其特征在于，所述第一高分子聚合物絕緣層與所述第二高分子聚合物絕緣層之間設置有多個彈性部件，所述彈性部件用于在外力的作用下控制所述第一高分子聚合物絕緣層與所述第二高分子聚合物絕緣層接觸和分離。
30.根據權利要求27所述的系統，其特征在于，所述納米摩擦發電機進一步包括:設置在所述第一高分子聚合物絕緣層和所述第二高分子聚合物絕緣層之間的居間薄膜層，其中，所述居間薄膜層為聚合物薄膜層，且所述第一高分子聚合物絕緣層相對所述居間薄膜層的面和居間薄膜層相對于第一高分子聚合物絕緣層的面中的至少一個面上和/或所述第二高分子聚合物絕緣層相對所述居間薄膜層的面和居間薄膜層相對第二高分子聚合物絕緣層的面中的至少一個面上設有微納結構。
31.根據權利要求30所述的系統，其特征在于，所述第一高分子聚合物絕緣層和所述居間薄膜層之間設置有多個彈性部件，該彈性部件用于在外力的作用下控制所述第一高分子聚合物絕緣層和所述居間薄膜層接觸和分離； 和/或，所述第二高分子聚合物絕緣層和所述居間薄膜層之間設置有多個彈性部件，該彈性部件用于在外力的作用下控制所述第二高分子聚合物絕緣層和所述居間薄膜層接觸和分離。
32.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述納米摩擦發電機包括:依次層疊設置的第一電極，第一高分子聚合物絕緣層，居間電極層，第二高分子聚合物絕緣層以及第二電極；其中，所述第一電極設置在所述第一高分子聚合物絕緣層的第一側表面上；所述第二電極設置在所述第二高分子聚合物絕緣層的第一側表面上，所述居間電極層設置在所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側表面與所述第二高分子聚合物絕緣層的第二側表面之間，且所述第一高分子聚合物絕緣層相對所述居間電極層的面和居間電極層相對于第一高分子聚合物絕緣層的面中的至少一個面上和/或所述第二高分子聚合物絕緣層相對所述居間電極層的面和居間電極層相對第二高分子聚合物絕緣層的面中的至少一個面上設有微納結構，所述第一電極和第二電極相連后與所述居間電極層構成所述納米摩擦發電機的輸出端。
33.根據權利要求32所述的系統，其特征在于，所述第一高分子聚合物絕緣層和所述居間電極層之間設置有多個彈性部件，該彈性部件用于在外力的作用下控制所述第一高分子聚合物絕緣層和所述居間電極層接觸和分離； 和/或，所述第二高分子聚合物絕緣層和所述居間電極層之間設置有多個彈性部件，該彈性部件用于在外力的作用下控制所述第二高分子聚合物絕緣層和所述居間電極層接觸和分離。`
【文檔編號】H02N1/04GK203377814SQ201320212586
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年4月22日 優先權日:2013年4月22日
【發明者】徐傳毅, 張勇平 申請人:納米新能源（唐山）有限責任公司