CN103326533B - 一种用于微风发电的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于微风发电的装置，包括外壳、发电单元、蓄电单元；所述发电单元包括利用轻薄柔韧性材料制成的导电布、磁铁模块，所述蓄电单元包括整流器以及蓄电池；所述外壳的竖直侧面均匀开设有通风孔，所述通风孔规则排列在圆柱形外壳侧面，可以实现360°方向受风；所述磁铁模块放置于外壳内部中心，包括方形盒子及成对地镶嵌在方形盒子外表面的磁铁；所述磁铁模块旁还竖直安装有可摆动的导电布，该导电布表面串联地镀有紧密有序的导电工质，该导电工质的引线通过导线与整流器以及蓄电池依次相连。本发明结构简单易实现，利用微弱的风能发电，不仅充分利用了资源，可持续发展，而且减少了CO2的排放，无噪音，有利于保护生态环境。

Description

一种用于微风发电的装置

技术领域

本发明涉及一种能自适应风向的风力发电装置，尤其涉及一种可利用中低风速微风进行发电的装置。

背景技术

人类面临的三大危机（环境、人口、能源）制约着经济和社会的可持续发展。在过去的10年里，风电产业一直以30％左右的速度迅速增长，风力发电作为六大能源开发利用中技术最成熟、发展最迅速、商业化前景最广阔的发电方式，已受到广泛重视。

现有的风力发电技术，主要是利用风力来带动叶轮旋转，进而推动发电机进行发电。其基本原理是电磁感应现象。目前广泛使用的3种传统风力发电机组是：恒速风力机组合感应发电机，变速恒频双馈式风力发电机和变速风力机组合同步发电机。

然而，传统发电机组有其自身的弊端。第一，这种风力发电机发电效率不高，其理论上最高转换效率约为50%，由于存在较大的机械摩擦阻力和电磁损耗，经过机电设备转换成电能后的总输出效率只有20-45%。第二，它们利用风力发电主要适用于高风速的强风地带，中低风速弱风并未得到有效利用，应用受到地域和时间的限制。第三，这种风力发电机存在着捕获风能效率低、轻风难启动、大风又停转的缺点。第四，此类风力发电机设备成本过高，设备所占空间巨大，还容易产生噪声。

因此，传统风力发电机的应用受到了很大限制。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有风力发电机存在的缺陷，提供一种微风发电单元，这种微风发电单元可利用微弱、低速风力进行发电。

为了实现上述目的，本发明提出如下的技术方案：

一种用于微风发电的装置，包括外壳、发电单元、蓄电单元；所述发电单元包括利用轻薄柔韧性材料制成的导电布、磁铁模块，所述蓄电单元包括整流器以及蓄电池；所述外壳的竖直侧面均匀开设有通风孔，所述通风孔规则排列在圆柱形外壳侧面，可以实现360°方向受风；所述磁铁模块放置于外壳内部中心，包括方形盒子及成对地镶嵌在方形盒子外表面的磁铁；所述磁铁模块旁还竖直安装有可摆动的导电布，该导电布表面串联地镀有紧密有序的导电工质，该导电工质的引线通过导线与整流器以及蓄电池依次相连。

所述导电布的一个竖边固定在磁铁模块旁，与该竖边相对的另一个竖边为自由边，当空气流入壳体内时，使得该导电布能以固定边为中心进行摇摆。

进一步地，所述通风孔在外壳侧面规则排列，形状为方形、圆形、多边形或椭圆形，也可以是其他几何形状，通风孔规则排列在圆柱形外壳侧面，可以实现360°方向受风。

进一步地，所述通风孔最大通风直径为5-10mm。

进一步地，所述外壳侧面还设置有引导空气流入的进风口。

进一步地，所述磁铁以异性磁极相对的方式镶嵌在方形盒子的外表面，磁铁共有6对，分别位于方形盒子的6个外表面。

进一步地，所述磁铁模块产生的磁场与所述导电布基本保持平行，与所述导电布上的导电工质的摆动方向相互垂直。

进一步地，所述导电布上所镀的导电工质的材料为铜。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的微风发电装置只有几个零件组成，结构简单，价格低廉；因其利用轻薄柔韧性材料制成的导电布能有效捕捉微弱风力进行发电，而且每根导电工质都会切割磁感线产生感应电动势，叠加后产生更高的电动势，故可以有效提高风能利用率的同时也提高了发电效率。该微风发电单元本身投资小，独立性较强，节约空间资源，可用于地形复杂不适合联网发电的偏远地区，也便于组合，可根据发电需要组成发电系统。另外，利用微弱的风能发电，不仅充分利用了资源，可持续发展，而且减少了CO2的排放，无噪音，有利于保护生态环境。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图。

图2为图1中A-A向剖视示意图。

图3为本发明实施例1的磁铁模块结构示意图。

图4为本发明实施例1的导电布上的导电工质排布示意图。

图5为本发明的实施例2的结构示意图。

图中所示为：1-外壳；2-通风孔；3-发电单元；31-磁铁；32-方形盒子；33-导电布；34-导电工质；4-蓄电单元；41-导线；42-整流器；43-蓄电池；5-进风口；6-隔磁板。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合附图对本发明做进一步说明，需要说明的是，本发明的保护范围并不局限于实施方式表述的范围。

实施例1

如图1至图4所示，一种用于微风发电的装置，一种用于微风发电的装置，包括外壳1、发电单元3、蓄电单元4；所述发电单元3包括利用轻薄柔韧性材料制成的导电布33、磁铁模块，所述蓄电单元4包括整流器42以及蓄电池43；所述外壳1的竖直侧面均匀开设有通风孔2，所述通风孔2规则排列在圆柱形外壳1侧面，可以实现360°方向受风，所述通风孔2最大通风直径为5-10mm；所述磁铁模块放置于外壳1内部中心，包括方形盒子32及成对地镶嵌在方形盒子32外表面的磁铁31；所述磁铁31以异性磁极相对的方式镶嵌在方形盒子32的外表面，所述磁铁模块旁还竖直安装有可摆动的导电布33，该导电布33表面串联地镀有紧密有序的导电工质34，所述导电布33上所镀的导电工质的材料为铜，该导电工质34的引线通过导线41与整流器42以及蓄电池43依次相连。

所述通风孔2在外壳1侧面规则排列，形状为方形、圆形、多边形或椭圆形。

所述磁铁模块产生的磁场与所述导电布33基本保持平行，与所述导电布33上的导电工质34的摆动方向相互垂直。

同时，为了减少磁铁模块对其他设备的影响，所述外壳1的内侧与发电单元之间设置有用于隔离磁场的隔磁板6。

本实施例的工作原理如下：

在实际的工作条件下，风可以从不同的方向进入圆柱形外壳1内部，导电布33在外部风的作用下摆动，摆动的导电布33上的串联导电工质34切割由磁铁31产生的磁感线，每一根导电工质34均产生感应电动势，进过串联叠加后获得最大的感应电动势；导电工质34通过引线与整流器42连接，经过整流器42的作用后对蓄电池43进行蓄电，即可以实现风力发电以及蓄电，如此循环就可以不断的利用周围环境微风力发电、蓄电。蓄电池43所获得的电可以在日常中应用。

实施例2

如图5所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述外壳1侧面还设置有引导空气流入的进风口5，能引导并集中风力从一定方向吹向壳体1内部，宽入口、窄出口的设计方式将风速加速，驱动导电布33摆动，能更好的让导电布33上的导电工质34切割磁感线，每一根导电工质34均产生感应电动势，进过串联叠加后获得最大的感应电动势。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于微风发电的装置，其特征在于：包括圆柱形外壳（1）、发电单元（3）、蓄电单元（4）；所述发电单元（3）包括利用轻薄柔韧性材料制成的导电布（33）、磁铁模块，所述蓄电单元（4）包括整流器（42）以及蓄电池（43）；所述外壳（1）的竖直侧面均匀开设有通风孔（2），所述通风孔（2）规则排列在圆柱形外壳（1）侧面，可以实现360°方向受风；所述磁铁模块放置于外壳（1）内部中心，包括方形盒子（32）及成对地镶嵌在方形盒子（32）外表面的磁铁（31）；所述磁铁模块旁还竖直安装有可摆动的导电布(33)，所述导电布(33)的一个竖边固定在磁铁模块旁，与该竖边相对的另一个竖边为自由边，该导电布(33)表面串联地镀有紧密有序的导电工质(34)，该导电工质(34)的引线通过导线(41)与整流器(42)以及蓄电池(43)依次相连。

2.根据权利要求1所述的用于微风发电的装置，其特征在于：所述通风孔（2）在外壳（1）侧面规则排列，形状为方形、圆形、多边形或椭圆形。

3.根据权利要求2所述的用于微风发电的装置，其特征在于：所述通风孔（2）最大通风直径为5-10mm。

4.根据权利要求3所述的用于微风发电的装置，其特征在于：所述外壳（1）侧面还设置有引导空气流入的进风口(5)。

5.根据权利要求1所述的用于微风发电的装置，其特征在于：所述磁铁（31）以异性磁极相对的方式镶嵌在方形盒子（32）的外表面。

6.根据权利要求5所述的用于微风发电的装置，其特征在于：所述磁铁模块产生的磁场与所述导电布(33)基本保持平行，与所述导电布(33)上的导电工质(34)的摆动方向相互垂直。

7.根据权利要求1所述的用于微风发电的装置，其特征在于：所述导电布(33)上所镀的导电工质的材料为铜。

8.根据权利要求1至7任一项所述的用于微风发电的装置，其特征在于：所述外壳（1）的内侧与发电单元(3)之间设置有用于隔离磁场的隔磁板(6)。