CN104124887A

CN104124887A - 风力发电机

Info

Publication number: CN104124887A
Application number: CN201310146396.6A
Authority: CN
Inventors: 孙利佳; 徐传毅; 赵豪
Original assignee: Nano New Energy Tangshan Co Ltd
Current assignee: Nano New Energy Tangshan Co Ltd
Priority date: 2013-04-24
Filing date: 2013-04-24
Publication date: 2014-10-29
Anticipated expiration: 2033-04-24
Also published as: WO2014173161A1; CN104124887B

Abstract

本发明公开了一种风力发电机。该风力发电机包括：平行相对设置的第一基板和第二基板，设置在所述第一基板和第二基板之间、且位于所述第一基板和第二基板边缘的至少一个支撑臂，以及固设在所述第一基板和第二基板、和/或所述支撑臂上的至少一个摩擦发电机；所述第一基板和第二基板之间具有由所述支撑臂形成的至少一个通风口。其中，形成摩擦发电机的摩擦界面的两层中的至少一层为自由活动层。当风从通风口吹入第一基板和第二基板之间时，会带动摩擦发电机的自由活动层随着风而飘动，由于自由活动层与其它层形成摩擦界面，自由活动层在飘动时与其它层摩擦，这种摩擦使得摩擦发电机产生电能，以供外部用电设备使用。

Description

风力发电机

技术领域

本发明涉及纳米技术领域，更具体地说，涉及一种风力发电机。

背景技术

在日常生活中，人们利用风力发电为较常见的方法。风力发电的原理是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。但是，传统的风力发电机体积庞大，成本高昂，同时在运输和安装的过程中，给用户带来了极大的不便。

发明内容

本发明的发明目的是针对现有技术的缺陷，提出一种风力发电机，用以解决现有技术中风力发电机体积庞大、成本高昂、运输和安装困难的问题。

本发明提供了一种风力发电机，包括：平行相对设置的第一基板和第二基板，设置在所述第一基板和第二基板之间、且位于所述第一基板和第二基板边缘的至少一个支撑臂，以及固设在所述第一基板和第二基板、和/或所述支撑臂上的至少一个摩擦发电机；所述第一基板和第二基板之间具有由所述支撑臂形成的至少一个通风口；

所述摩擦发电机包括：第一电极层、第二电极层以及形成在所述第一电极层和第二电极层之间的至少一层高分子聚合物绝缘层；其中，所述第一电极层和/或所述第二电极层与一层或多层高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面；和/或，所述多层高分子聚合物绝缘层中的至少两层之间形成有摩擦界面；所述第一电极层和第二电极层分别为摩擦发电机的两个输出电极；

形成所述摩擦界面的两层中的至少一层为自由活动层，所述自由活动层的一端为固定端，另一端为自由端。

本发明还提供了一种风力发电机，包括：包括：平行相对设置的第一基板和第二基板，设置在所述第一基板和第二基板之间、且位于所述第一基板和第二基板边缘的至少一个支撑臂，以及固设在所述第一基板和第二基板、和/或所述支撑臂上的至少一个摩擦发电机；所述第一基板和第二基板之间具有由所述支撑臂形成的至少一个通风口；

所述摩擦发电机包括：第一电极层、第二电极层、居间电极层以及形成在所述第一电极层和居间电极层之间的至少一层高分子聚合物绝缘层、形成在所述居间电极层和第二电极层之间的至少一层高分子聚合物绝缘层；其中，所述至少一层高分子聚合物绝缘层与所述居间电极层之间形成有摩擦界面；所述第一电极层和第二电极层相连后与所述居间电极层分别为摩擦发电机的两个输出电极；

在本发明提供的风力发电机中，摩擦发电机为利用风力发电的核心部件，摩擦发电机中形成摩擦界面的两层结构中的至少一层为自由活动层，它能够随着风而飘动。当风从通风口吹入第一基板和第二基板之间时，会带动摩擦发电机的自由活动层随着风而飘动，由于自由活动层与其它层形成摩擦界面，自由活动层在飘动时与其它层摩擦，这种摩擦使得摩擦发电机产生电能，以供外部用电设备使用。本发明的风力发电机当风吹时,其自由活动层的振动频率很高，因而提高了摩擦发电的频率,从而对风能的利用率大大提高。

附图说明

图1为本发明提供的风力发电机实施例一的立体结构示意图；

图2为本发明提供的风力发电机实施例一的截面结构示意图；

图3为摩擦发电机与充电电路连接的电路原理示意图；

图4为本发明提供的风力发电机实施例二的立体结构示意图；

图5为本发明提供的风力发电机实施例二的截面结构示意图；

图6为本发明提供的风力发电机实施例三的截面结构示意图；

图7为本发明提供的风力发电机实施例四的截面结构示意图；

图8为本发明提供的风力发电机实施例五的截面结构示意图；

图9为本发明提供的风力发电机实施例六的截面结构示意图；

图10为本发明提供的风力发电机实施例七的截面结构示意图；

图11为本发明提供的风力发电机实施例八的立体结构示意图；

图12为本发明提供的风力发电机实施例八的截面结构示意图；

图13为本发明提供的风力发电机实施例九的截面结构示意图；

图14为本发明提供的风力发电机实施例十的截面结构示意图；

图15为本发明提供的风力发电机实施例十一的截面结构示意图；

图16为本发明提供的风力发电机实施例十二的截面结构示意图；

图17为本发明提供的风力发电机实施例十三的截面结构示意图；

图18为本发明提供的风力发电机实施例十四的截面结构示意图；

图19为本发明提供的风力发电机实施例十五的截面结构示意图；

图20为本发明提供的风力发电机实施例十六的立体结构示意图；

图21为本发明提供的风力发电机实施例十六的截面结构示意图；

图22为本发明提供的风力发电机实施例十七的截面结构示意图；

图23为本发明提供的风力发电机实施例十八的截面结构示意图；

图24为本发明提供的风力发电机实施例十九的截面结构示意图；

图25为本发明提供的风力发电机实施例二十的截面结构示意图；

图26为本发明提供的风力发电机实施例二十一的截面结构示意图；

图27为本发明提供的风力发电机实施例二十二的截面结构示意图；

图28为本发明提供的风力发电机实施例二十三的截面结构示意图。

具体实施方式

为充分了解本发明之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本发明做详细说明,但本发明并不仅仅限于此。

针对现有技术中风力发电机体积庞大、成本高昂、运输和安装困难的问题，本发明提供了一种采用摩擦发电机作为利用风力发电的核心部件的风力发电机。该风力发电机包括：平行相对设置的第一基板和第二基板，设置在第一基板和第二基板之间、且位于第一基板和第二基板边缘的至少一个支撑臂，以及固设在第一基板和第二基板、和/或支撑臂上的至少一个摩擦发电机；第一基板和第二基板之间具有由支撑臂形成的至少一个通风口。其中摩擦发电机的结构可有很多种，最主要的是摩擦发电机中形成摩擦界面的两层结构中的一层为自由活动层，所谓自由活动层是指一端为固定端、另一端为自由端的层状结构，例如自由活动层可以为波浪形的结构，它能够随着风而飘动。该风力发电机的基本工作原理是：当风从通风口吹入第一基板和第二基板之间时，会带动摩擦发电机的自由活动层随着风而飘动，由于自由活动层与其它层形成摩擦界面，自由活动层在飘动时与其它层摩擦，这种摩擦使得摩擦发电机产生电能，以供外部用电设备使用。

下面通过几个具体的实施例对风力发电机的结构进行详细介绍。

实施例一

图1为本发明提供的风力发电机实施例一的立体结构示意图，图2为本发明提供的风力发电机实施例一的截面结构示意图。如图1和图2所示，风力发电机包括：第一基板10、第二基板11、多个支撑臂12以及摩擦发电机。其中，第一基板10和第二基板11平行相对设置，多个支撑臂12设置在第一基板10和第二基板11之间，并且位于第一基板10和第二基板11的边缘。图1所示的结构包括4个支撑臂，分别位于第一基板10和第二基板11的四个角，本发明不仅限于此，沿着第一基板10和第二基板11相对的四个侧边都可以灵活设置支撑臂，其目的是使相邻的两个支撑臂之间形成通风口。摩擦发电机位于第一基板10和第二基板11之间，图1仅示出一个摩擦发电机，本发明不仅限于此，在第一基板10和第二基板11之间可并排设置多个摩擦发电机。

本实施例中，摩擦发电机为三层结构，其包括第一电极层20、高分子聚合物绝缘层21和第二电极层22。其中，高分子聚合物绝缘层21位于第一电极层20和第二电极层22之间，高分子聚合物绝缘层21分别与第一电极层20和第二电极层22之间具有一定的间隙。第一电极层20和/或第二电极层22与高分子聚合物绝缘层21之间形成有摩擦界面，即第一电极层20与高分子聚合物绝缘层21之间两个相对的表面可接触摩擦并在第一电极层20和第二电极层22处感应出电荷；和/或，第二电极层22与高分子聚合物绝缘层21之间两个相对的表面可接触摩擦并在第一电极层20和第二电极层22处感应出电荷。因此，第一电极层20和第二电极层22构成摩擦发电机的两个输出电极。

本实施例中，高分子聚合物绝缘层21为自由活动层，其一端为固定端，另一端为自由端，高分子聚合物绝缘层21可随风而飘动。具体来说，第一电极层20整体固设在第一基板10上，第二电极层22整体固设在第二基板11上，高分子聚合物绝缘层21的固定端与第一电极层20的一端固定连接。其中，第一电极层20与高分子聚合物绝缘层21之间形成有摩擦界面，第二电极层22与高分子聚合物绝缘层21之间形成有摩擦界面。

当风从通风口吹入第一基板10和第二基板11之间时，高分子聚合物绝缘层21会随风而飘动，在飘动时高分子聚合物绝缘层21与第一电极层20和第二电极层22之间会产生摩擦，这种摩擦使得第一电极层20和第二电极层22感应出电荷，从而使摩擦发电机产生电能，以供外部用电设备使用。

为了提高摩擦发电机的发电能力，在高分子聚合物绝缘层21相对第二电极层22的面和/或高分子聚合物绝缘层21相对第一电极层20的面上进一步设有微纳结构。因此，当高分子聚合物绝缘层21随风而飘动时，高分子聚合物绝缘层21与第一电极层20和/或第二电极层22的相对表面能够更好地接触摩擦，并在第一电极层20和第二电极层22处感应出较多的电荷。由于上述的第一电极层20和第二电极层22主要用于与高分子聚合物绝缘层21摩擦，因此，第一电极层20和第二电极层22也可以称之为摩擦电极层。

上述的微纳结构具体可以采取如下两种可能的实现方式：第一种方式为，该微纳结构是微米级或纳米级的非常小的凹凸结构。该凹凸结构能够增加摩擦阻力，提高发电效率。所述凹凸结构能够在薄膜制备时直接形成，也能够用打磨的方法使高分子聚合物绝缘层的表面形成不规则的凹凸结构。具体地，该凹凸结构可以是半圆形、条纹状、立方体型、四棱锥型、或圆柱形等形状的凹凸结构。第二种方式为，该微纳结构是纳米级孔状结构，此时高分子聚合物绝缘层所用材料优选为聚偏氟乙烯（PVDF），其厚度为0.5-1.2mm（优选1.0mm），且其相对第二电极层的一面上设有多个纳米孔。其中，每个纳米孔的尺寸，即宽度和深度，可以根据应用的需要进行选择，优选的纳米孔的尺寸为：宽度为10-100nm以及深度为4-50μm。纳米孔的数量可以根据需要的输出电流值和电压值进行调整，优选的这些纳米孔是孔间距为2-30μm的均匀分布，更优选的平均孔间距为9μm的均匀分布。

具体地说，当高分子聚合物绝缘层21随风而飘动时，摩擦发电机中的高分子聚合物绝缘层21会与第一电极层20和第二电极层22摩擦带电。由于高分子聚合物绝缘层21与第一电极层20和与第二电极层22的距离不同，因而在第一电极层20和第二电极层22上感应出不等量的电荷，第一电极层20和第二电极层22之间产生电势差。当第一电极层20和第二电极层22作为摩擦发电机的输出电极与外电路连接时，外电路中即有电流流过。飘动的高分子聚合物绝缘层21相对于第一电极层20和第二电极层22的距离不断发生变化，通过反复摩擦和分离，就可以在外电路中形成周期性的交流脉动电信号。

根据发明人的研究发现，金属与高分子聚合物摩擦，金属更易失去电子，因此采用金属电极与高分子聚合物摩擦能够提高能量输出。因此，相应地，在图1和图2所示的摩擦发电机中，第一电极层和第二电极层由于需要作为摩擦电极层（即金属）与高分子聚合物绝缘层进行摩擦，因此其材料可以选自金属或合金，其中金属可以是金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、硒、铁、锰、钼、钨或钒；合金可以是铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、锰合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、铋合金、铟合金、镓合金、钨合金、钼合金、铌合金或钽合金。高分子聚合物绝缘层选自聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、纤维素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纤维（再生）海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纤维薄膜、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、聚异丁烯薄膜、聚氨酯柔性海绵薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、氯丁橡胶薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡胶薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯薄膜、聚乙烯丙二酚碳酸盐薄膜、聚二甲基硅氧烷薄膜、聚偏氟乙烯薄膜、聚四氟乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、氟化乙烯丙烯共聚物薄膜和聚三氟氯乙烯薄膜中的一种

本实施例中，第一基板10和第二基板11可以选自任何硬质材料板，例如玻璃板或有机玻璃板、聚合物板、复合型板、金属板或合金板。需要注意的是，当采用导电性的板材时，该板材和电极之间不导通。

进一步的，风力发电机还包括充电电路，图3为摩擦发电机与充电电路连接的电路原理示意图。如图3所示，充电电路包括：整流电路30、滤波电路31、稳压电路32、变压电路33和储能电路34。其中，整流电路30与摩擦发电机的两个输出电极相连，将摩擦发电机输出的交流脉冲电信号进行整流处理得到单向脉动直流信号；滤波电路31与整流电路30相连，将整流电路30输出的单向脉动直流信号进行滤波处理；稳压电路32与滤波电路31相连，将滤波电路31输出的直流信号进行稳压处理；变压电路33与稳压电路32相连，将稳压电路32输出的直流信号进行变压处理；储能电路34与变压电路33相连，将变压电路33输出的电信号进行储存，以供外部的用电设备使用。

可选地，储能电路34为锂电池、镍氢电池、铅酸电池或超级电容器。

实施二

图4为本发明提供的风力发电机实施例二的立体结构示意图，图5为本发明提供的风力发电机实施例二的截面结构示意图。如图4和图5所示，该风力发电机与上述实施例一提供的风力发电机的区别之处在于，在至少一个通风口还设置有集风器40。该集风器40设置在第一基板10和第二基板11较短的边缘处，集风器40呈一外扩的形状，这样可以使风力集中，更有利于风力的收集，提高摩擦发电机的发电效率。本发明对集风器40的设置位置和形状不做限制，也可设置在第一基板和第二基板较长的边缘处。

实施例三

图6为本发明提供的风力发电机实施例三的截面结构示意图。如图6所示，该风力发电机与上述实施例一提供的风力发电机的区别之处在于，高分子聚合物绝缘层21的固定端不是与第一电极层20固定连接，而是与支撑臂12固定连接。由于支撑臂12有很多个，且其位置可以灵活设置，所以可在每个摩擦发电机的附近设置支撑臂，使其高分子聚合物绝缘层与附近的支撑臂固定连接。

另外，本实施例提供的风力发电机也可在至少一个通风口设置集风器，用以提高摩擦发电机的发电效率。

实施例四

图7为本发明提供的风力发电机实施例四的截面结构示意图。如图7所示，该风力发电机与上述实施例一提供的风力发电机的区别之处在于，第一电极层20和高分子聚合物绝缘层21均为自由活动层。具体地，在图7所示的摩擦发电机中，第二电极层22整体固设在第二基板11上，第一电极层20的固定端和高分子聚合物绝缘层21的固定端固定连接在一起，并与第一基板10固定连接，可选地，也可与附近的支撑臂12固定连接。

作为一种可选的实施方式，第一电极层20的形状与高分子聚合物绝缘层21的形状相匹配，两者贴合在一起，共同具有一个自由端，在这种情况下，仅第二电极层22和高分子聚合物绝缘层21之间形成有摩擦界面。当风从通风口吹入第一基板10和第二基板11之间时，第一电极层20和高分子聚合物绝缘层21一起随风而飘动，在飘动时高分子聚合物绝缘层21与第二电极层22之间会产生摩擦，这种摩擦使得第一电极层20和第二电极层22感应出电荷，第一电极层20和第二电极层22之间产生电势差。当第一电极层20和第二电极层22作为摩擦发电机的输出电极与外电路连接时，外电路中即有电流流过。飘动的高分子聚合物绝缘层21相对于第二电极层22的距离不断发生变化，通过反复摩擦和分离，就可以在外电路中形成周期性的交流脉动电信号。

作为另一种可选的实施方式，第一电极层20和高分子聚合物绝缘层21除了固定端以外的其它部分是分离的，在这种情况下，不仅第二电极层22和高分子聚合物绝缘层21之间形成有摩擦界面，第一电极层20和高分子聚合物绝缘层21之间也形成有摩擦界面。当风从通风口吹入第一基板10和第二基板11之间时，第一电极层20和高分子聚合物绝缘层21都随风而飘动，摩擦发电机中的高分子聚合物绝缘层21会与第一电极层20和第二电极层22摩擦带电。由于高分子聚合物绝缘层21与第一电极层20和与第二电极层22的距离不同，因而在第一电极层20和第二电极层22上感应出不等量的电荷，第一电极层20和第二电极层22之间产生电势差。当第一电极层20和第二电极层22作为摩擦发电机的输出电极与外电路连接时，外电路中即有电流流过。飘动的高分子聚合物绝缘层21相对于第一电极层20和第二电极层22的距离不断发生变化，通过反复摩擦和分离，就可以在外电路中形成周期性的交流脉动电信号。

根据本发明的另一个实施例，在上述结构的基础上在至少一个通风口设置集风器，用以提高摩擦发电机的发电效率。

实施例五

图8为本发明提供的风力发电机实施例五的截面结构示意图。如图8所示，该风力发电机与上述实施例一提供的风力发电机的区别之处在于，第二电极层22为自由活动层。具体地，在图8所示的摩擦发电机中，第一电极层20整体固设在第一基板10上，高分子聚合物绝缘层21整体固设在第一电极层20上，第二电极层22的固定端与第二基板11固定连接。可选地，第二电极层22的固定端可与附近的支撑臂12固定连接。本实施例中，高分子聚合物绝缘层21和第二电极层22之间形成有摩擦界面。

当风从通风口吹入第一基板10和第二基板11之间时，第二电极层22随风而飘动，在飘动时第二电极层22与高分子聚合物绝缘层21之间会产生摩擦，这种摩擦使得第一电极层20和第二电极层22感应出电荷，第一电极层20和第二电极层22之间产生电势差。当第一电极层20和第二电极层22作为摩擦发电机的输出电极与外电路连接时，外电路中即有电流流过。飘动的第二电极层22相对于高分子聚合物绝缘层21的距离不断发生变化，通过反复摩擦和分离，就可以在外电路中形成周期性的交流脉动电信号。

实施例六

图9为本发明提供的风力发电机实施例六的截面结构示意图。如图9所示，该风力发电机与上述实施例一提供的风力发电机的区别之处在于，高分子聚合物绝缘层21和第二电极层22均为自由活动层。具体地，在图9所示的摩擦发电机中，第一电极层20整体固设在第一基板10上，高分子聚合物绝缘层21的固定端与第一电极层20的一端固定连接，第二电极层22的固定端与第二基板11固定连接。可选地，高分子聚合物绝缘层21的固定端可与附近的支撑臂固定连接，和/或，第二电极层22的固定端可与附近的支撑臂固定连接。优选地，高分子聚合物绝缘层的固定端和第二电极层的固定端与同一个支撑臂固定连接。本实施例中，第一电极层20和高分子聚合物绝缘层21之间形成有摩擦界面，第二电极层22和高分子聚合物绝缘层21之间也形成有摩擦界面。

当风从通风口吹入第一基板10和第二基板11之间时，高分子聚合物绝缘层21和第二电极层22都随风而飘动，摩擦发电机中的高分子聚合物绝缘层21会与第一电极层20和第二电极层22摩擦带电。由于高分子聚合物绝缘层21与第一电极层20和与第二电极层22的距离不同，因而在第一电极层20和第二电极层22上感应出不等量的电荷，第一电极层20和第二电极层22之间产生电势差。当第一电极层20和第二电极层22作为摩擦发电机的输出电极与外电路连接时，外电路中即有电流流过。飘动的高分子聚合物绝缘层21相对于第一电极层20和飘动的第二电极层22的距离不断发生变化，通过反复摩擦和分离，就可以在外电路中形成周期性的交流脉动电信号。

实施例七

图10为本发明提供的风力发电机实施例七的截面结构示意图。如图10所示，该风力发电机与上述实施例四提供的风力发电机的区别之处在于，除第一电极层20和高分子聚合物绝缘层21以外，第二电极层22也为自由活动层。具体地，在图10所示的摩擦发电机中，第一电极层20的固定端和高分子聚合物绝缘层21的固定端固定连接在一起，并与第一基板10固定连接。可选地，第一电极层20的固定端和高分子聚合物绝缘层21的固定端可与附近的支撑臂固定连接。第二电极层22的固定端与第二基板11固定连接；可选地，第二电极层22的固定端可与附近的支撑臂固定连接。优选地，第一电极层的固定端和高分子聚合物绝缘层的固定端与第二电极层的固定端与同一个支撑臂固定连接。

本实施例提供的风力发电机与上述实施例四提供的风力发电机的原理相同，在此不再赘述。

实施例八

图11为本发明提供的风力发电机实施例八的立体结构示意图，图12为本发明提供的风力发电机实施例八的截面结构示意图。如图11和图12所示，风力发电机包括：第一基板50、第二基板51、多个支撑臂52以及摩擦发电机。其中，第一基板50和第二基板51平行相对设置，多个支撑臂53设置在第一基板50和第二基板51之间，并且位于第一基板50和第二基板51的边缘。图11所示的结构包括4个支撑臂，分别位于第一基板50和第二基板51的四个角，本发明不仅限于此，沿着第一基板50和第二基板51相对的四个侧边都可以灵活设置支撑臂，其目的是使相邻的两个支撑臂之间形成通风口。摩擦发电机位于第一基板50和第二基板51之间，图11仅示出一个摩擦发电机，本发明不仅限于此，在第一基板50和第二基板51之间可并排设置多个摩擦发电机。

本实施例中，摩擦发电机为四层结构，其包括第一电极层60、第一高分子聚合物绝缘层61、第二高分子聚合物绝缘层62和第二电极层63。其中，第一高分子聚合物绝缘层61和第二高分子聚合物绝缘层62位于第一电极层60和第二电极层63之间，第一高分子聚合物绝缘层61和第二高分子聚合物绝缘层62之间具有一定的间隙，两者之间形成摩擦界面，即第一高分子聚合物绝缘层61和第二高分子聚合物绝缘层62之间两个相对的表面可接触摩擦并在第一电极层60和第二电极层63处感应出电荷。因此，第一电极层60和第二电极层63构成摩擦发电机的两个输出电极。

本实施例中，第一高分子聚合物绝缘层61为自由活动层，其一端为固定端，另一端为自由端，第一高分子聚合物绝缘层61可随风而飘动。具体来说，第一电极层60整体固设在第一基板50上，第二电极层63整体固设在第二基板51上，第二高分子聚合物绝缘层62整体固设在第二电极层63上；第一高分子聚合物绝缘层61的固定端与第一电极层60的一端固定连接。可选地，第一高分子聚合物绝缘层61的固定端可与附近的支撑臂52固定连接。除了第一高分子聚合物绝缘层61和第二高分子聚合物绝缘层62之间形成有摩擦界面以外，第一电极层60和第一高分子聚合物绝缘层61之间也形成有摩擦界面。

当风从通风口吹入第一基板50和第二基板51之间时，第一高分子聚合物绝缘层61会随风而飘动，第一高分子聚合物绝缘层61会与第一电极层60和第二高分子聚合物绝缘层62摩擦带电。由于第一高分子聚合物绝缘层61与第一电极层60和与第二高分子聚合物绝缘层62的距离不同，因而在第一电极层60和第二高分子聚合物绝缘层62上感应出不等量的电荷，由于第二高分子聚合物绝缘层62与第二电极层63固设在一起，相当于在第一电极层60和第二电极层63上感应出不等量的电荷，第一电极层60和第二电极层63之间产生电势差。当第一电极层60和第二电极层63作为摩擦发电机的输出电极与外电路连接时，外电路中即有电流流过。飘动的第一高分子聚合物绝缘层61相对于第一电极层60和第二电极层63的距离不断发生变化，通过反复摩擦和分离，就可以在外电路中形成周期性的交流脉动电信号。

为了提高摩擦发电机的发电能力，第一高分子聚合物绝缘层61和第二高分子聚合物绝缘层62相对设置的两个面中的至少一个面上设有微纳结构，和/或，第一电极层60和第一高分子聚合物绝缘层61相对设置的两个面中至少一个面上设有微纳结构。上述的微纳结构可参照上文的描述，此处不再赘述。

图11和图12所示的摩擦发电机通过聚合物（第一高分子聚合物绝缘层）与聚合物（第二高分子聚合物绝缘层）之间的摩擦来产生电信号。

在这种结构中，第一电极层和第二电极层所用材料可以是铟锡氧化物、石墨烯、银纳米线膜、金属或合金，其中金属可以是金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、硒、铁、锰、钼、钨或钒；合金可以是铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、锰合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、铋合金、铟合金、镓合金、钨合金、钼合金、铌合金或钽合金。第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层分别选自聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、纤维素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纤维（再生）海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纤维薄膜、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、聚异丁烯薄膜、聚氨酯柔性海绵薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、氯丁橡胶薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡胶薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯薄膜、聚乙烯丙二酚碳酸盐薄膜、聚二甲基硅氧烷薄膜、聚偏氟乙烯薄膜、聚四氟乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、氟化乙烯丙烯共聚物薄膜和聚三氟氯乙烯薄膜中的一种。其中，原则上第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层的材质可以相同，也可以不同。但是，如果两层高分子聚合物绝缘层的材质都相同，会导致摩擦起电的电荷量很小。因此优选地，第一高分子聚合物绝缘层与第二高分子聚合物绝缘层的材质不同。

本实施例中，第一基板50和第二基板51可以选自任何硬质材料板，例如玻璃板或有机玻璃板、聚合物板、复合型板、金属板或合金板。需要注意的是，当采用导电性的板材时，该板材和电极之间不导通。

进一步的，风力发电机还包括充电电路，关于充电电路的内容可以参见有关图3的描述，在此不再赘述。

实施例九

图13为本发明提供的风力发电机实施例九的截面结构示意图。如图13所示，该风力发电机与上述实施例八提供的风力发电机的区别之处在于，第一高分子聚合物绝缘层61和第二高分子聚合物绝缘层62均为自由活动层。具体地，在图13所示的摩擦发电机中，第一电极层60整体固设在第一基板50上，第二电极层63整体固设在第二基板51上；第一高分子聚合物绝缘层61的固定端与第一电极层60的一端固定连接，第二高分子聚合物绝缘层62的固定端与第二电极层63的一端固定连接。可选地，第一高分子聚合物绝缘层61的固定端可与附近的支撑臂固定连接，和/或，第二高分子聚合物绝缘层62的固定端可与附近的支撑臂固定连接。优选地，第一高分子聚合物绝缘层的固定端和第二高分子聚合物绝缘层的固定端与同一个支撑臂固定连接。本实施例中，第一高分子聚合物绝缘层61和第二高分子聚合物绝缘层62之间形成有摩擦界面，第一电极层60和第一高分子聚合物绝缘层61之间形成有摩擦界面，第二电极层63和第二高分子聚合物绝缘层62之间形成有摩擦界面。

优选的，第一高分子聚合物绝缘层61和第二高分子聚合物绝缘层62为在静电序中相距较远的膜材料。当风从通风口吹入第一基板50和第二基板51之间时，第一高分子聚合物绝缘层61和第二高分子聚合物绝缘层62都会随风而飘动，两者相互摩擦或分别与固定的第一电极层60、第二电极层63摩擦，由于两种聚合物性质相异，倾向于带有相反的电荷。第一高分子聚合物绝缘层61会在第一电极层60感应出异性电荷，同理，第二高分子聚合物绝缘层62会在第二电极层63感应出异性电荷。两聚合物层具有不同的电荷，因而第一电极层60和第二电极层63的感应电荷正负也不同，两电极层间产生电势差。当第一电极层60和第二电极层63作为摩擦发电机的输出电极与外电路连接时，外电路中即有电流流过。飘动的聚合物层距离固定电极层的距离不断发生变化，在电极层感应生成的异性电荷量也不断变化，即两电极层的电势差也不断发生变化，通过反复摩擦和分离，就可以在外电路中形成周期性的交流脉动电信号。

实施例十

图14为本发明提供的风力发电机实施例十的截面结构示意图。如图14所示，该风力发电机与上述实施例八提供的风力发电机的区别之处在于，第一电极层60和第一高分子聚合物绝缘层61均为自由活动层。具体地，在图14所示的摩擦发电机中，第二电极层63整体固设在第二基板51上，第二高分子聚合物绝缘层62整体固设在所述第二电极层63上。第一电极层60的固定端和第一高分子聚合物绝缘层61的固定端固定连接在一起，并与第一基板50固定连接。可选地，第一电极层60的固定端和第一高分子聚合物绝缘层61的固定端可与附近的支撑臂固定连接。

作为一种可选的实施方式，第一电极层60的形状与第一高分子聚合物绝缘层61的形状相匹配，两者贴合在一起，共同具有一个自由端，在这种情况下，仅第一高分子聚合物绝缘层61和第二高分子聚合物绝缘层62之间形成摩擦界面。当风从通风口吹入第一基板10和第二基板11之间时，第一电极层60和第一高分子聚合物绝缘层61一起随风而飘动，在飘动时第一高分子聚合物绝缘层61和第二高分子聚合物绝缘层62之间会产生摩擦，这种摩擦使得第一电极层60和第二电极层63感应出电荷，第一电极层60和第二电极层63之间产生电势差。当第一电极层60和第二电极层63作为摩擦发电机的输出电极与外电路连接时，外电路中即有电流流过。飘动的第一高分子聚合物绝缘层61相对于第二电极层63的距离不断发生变化，通过反复摩擦和分离，就可以在外电路中形成周期性的交流脉动电信号。

作为另一种可选的实施方式，第一电极层60与第一高分子聚合物绝缘层61除了固定端以外的其它部分是分离的，在这种情况下，不仅第一高分子聚合物绝缘层61和第二高分子聚合物绝缘层62之间形成摩擦界面，第一电极层60和第一高分子聚合物绝缘层61之间也形成有摩擦界面。当风从通风口吹入第一基板10和第二基板11之间时，第一电极层60和第一高分子聚合物绝缘层61都随风而飘动，摩擦发电机中的第一高分子聚合物绝缘层61会与第一电极层60和第二高分子聚合物绝缘层62摩擦带电。由于第一高分子聚合物绝缘层61与第一电极层60和与第二高分子聚合物绝缘层62的距离不同，因而在第一电极层60和第二高分子聚合物绝缘层62上感应出不等量的电荷，由于第二高分子聚合物绝缘层62和第二电极层63固设在一起，相当于在第一电极层60和第二电极层63上感应出不等量的电荷，第一电极层60和第二电极层63之间产生电势差。当第一电极层60和第二电极层63作为摩擦发电机的输出电极与外电路连接时，外电路中即有电流流过。飘动的第一高分子聚合物绝缘层61相对于飘动的第一电极层60和第二电极层63的距离不断发生变化，通过反复摩擦和分离，就可以在外电路中形成周期性的交流脉动电信号。

实施例十一

图15为本发明提供的风力发电机实施例十一的截面结构示意图。如图15所示，该风力发电机与上述实施例九提供的风力发电机的区别之处在于，除第一高分子聚合物绝缘层61和第二高分子聚合物绝缘层62以外，第一电极层60也为自由活动层。具体地，在图15所示的摩擦发电机中，第二电极层63整体固设在第二基板51上。第一电极层60的固定端和第一高分子聚合物绝缘层61的固定端固定连接在一起，并与第一基板50固定连接，可选地，第一电极层60的固定端和第一高分子聚合物绝缘层61的固定端与附近的支撑臂固定连接。第二高分子聚合物绝缘层62的固定端与第二电极层63的一端固定连接，可选地，第二高分子聚合物绝缘层62的固定端与附近的支撑臂固定连接。本实施例中，第一高分子聚合物绝缘层61与第二高分子聚合物绝缘层62之间形成有摩擦界面，第二高分子聚合物绝缘层62与第二电极层63之间形成有摩擦界面。可选地，第一高分子聚合物绝缘层61与第一电极层60之间也可形成摩擦界面。

本实施例的发电原理与前述实施例类似，不再赘述。

实施例十二

图16为本发明提供的风力发电机实施例十二的截面结构示意图。如图16所示，该风力发电机与上述实施例十一提供的风力发电机的区别之处在于，除第一电极层60、第一高分子聚合物绝缘层61、第二高分子聚合物绝缘层62以外，第二电极层63也为自由活动层。具体地，在图16所示的摩擦发电机中，第一电极层60的固定端和第一高分子聚合物绝缘层61的固定端固定连接在一起，并与第一基板50固定连接；可选地，第一电极层60的固定端和第一高分子聚合物绝缘层61的固定端与附近的支撑臂固定连接。第二电极层63的固定端和第二高分子聚合物绝缘层62的固定端固定连接在一起，并与第二基板51固定连接；可选地，第二电极层63的固定端和第二高分子聚合物绝缘层62的固定端与附近的支撑臂固定连接。本实施例中，第一高分子聚合物绝缘层61与第二高分子聚合物绝缘层62之间形成有摩擦界面。可选地，第二高分子聚合物绝缘层62与第二电极层63之间也可形成有摩擦界面，和/或，第一高分子聚合物绝缘层61与第一电极层60之间也可形成摩擦界面。

本实施例的发电原理与前述实施例类似，不再赘述。

实施例十三

图17为本发明提供的风力发电机实施例十三的截面结构示意图。如图17所示，本实施例提供的风力发电机中摩擦发电机为五层结构，其包括第一电极层60、第一高分子聚合物绝缘层61、居间薄膜层64、第二高分子聚合物绝缘层62和第二电极层63，其中居间薄膜层64为自由活动层。第一高分子聚合物绝缘层61和居间薄膜层64之间和第二高分子聚合物绝缘层62和居间薄膜层64之间形成有摩擦界面。

第一电极层60整体固设在第一基板50上，第一高分子聚合物绝缘层61整体固设在第一电极层60上；第二电极层63整体固设在第二基板51上，第二高分子聚合物绝缘层62整体固设在第二电极层63上；居间薄膜层64的固定端与第一高分子聚合物绝缘层61的一端或支撑臂固定连接。

当风从通风口吹入第一基板50和第二基板51之间时，居间薄膜层64会随风而飘动，居间薄膜层64会与第一高分子聚合物绝缘层61和第二高分子聚合物绝缘层62摩擦带电。并且，飘动的居间薄膜层64相对于第一电极层60和第二电极层63的距离不断发生变化，通过反复摩擦和分离，就可以在外电路中形成周期性的交流脉动电信号。

本实施例摩擦发电机的材质可以参照前述实施例八所描述的摩擦发电机的材质进行选择。其中，居间薄膜层也可以选自透明高聚物聚对苯二甲酸乙二醇酯（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）中的任意一种。其中，第一高分子聚合物绝缘层与第二高分子聚合物绝缘层的材料优选透明高聚物聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）；其中，居间薄膜层的材料优选聚二甲基硅氧烷（PDMS）。上述的第一高分子聚合物绝缘层、第二高分子聚合物绝缘层、居间薄膜层的材质可以相同，也可以不同。但是，如果三层高分子聚合物绝缘层的材质都相同，会导致摩擦起电的电荷量很小，因此，为了提高摩擦效果，居间薄膜层的材质不同于第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层，而第一高分子聚合物绝缘层与第二高分子聚合物绝缘层的材质则优选相同，这样，能减少材料种类，使本发明的制作更加方便。本实施例中，居间薄膜层是一层聚合物膜，因此实质上与实施例八所示的结构类似，仍然是通过聚合物（居间薄膜层）和聚合物（第一高分子聚合物绝缘层或第二高分子聚合物绝缘层）之间的摩擦来发电的。其中，居间薄膜层容易制备且性能稳定。

实施例十四

图18为本发明提供的风力发电机实施例十四的截面结构示意图。如图18所示，该风力发电机与上述实施例十三提供的风力发电机的区别之处在于，第一电极层60、第一高分子聚合物绝缘层61和居间薄膜层64均为自由活动层。第二电极层63整体固设在第二基板51上，第二高分子聚合物绝缘层63整体固设在第二电极层63上；第一电极层60和第一高分子聚合物绝缘层61贴合在一起，共同具有一个自由端。第一电极层60的固定端和第一高分子聚合物绝缘层61的固定端与第一基板50或支撑臂固定连接，居间薄膜层64的固定端与第一高分子聚合物绝缘层61、第二高分子聚合物绝缘层62或支撑臂固定连接。其中第一高分子聚合物绝缘层61和居间薄膜层64之间和第二高分子聚合物绝缘层62和居间薄膜层64之间形成有摩擦界面。

本实施例的发电原理与实施例十三类似，不再赘述。

实施例十五

图19为本发明提供的风力发电机实施例十五的截面结构示意图。如图18所示，该风力发电机与上述实施例十三提供的风力发电机的区别之处在于，第一电极层60、第一高分子聚合物绝缘层61、居间薄膜层64、第二高分子聚合物绝缘层62和第二电极层63均为自由活动层。第一电极层60和第一高分子聚合物绝缘层61贴合在一起，共同具有一个自由端；第二电极层63和第二高分子聚合物绝缘层62贴合在一起，共同具有一个自由端。第一电极层60的固定端和第一高分子聚合物绝缘层61的固定端与第一基板50或支撑臂固定连接，第二电极层63的固定端和第二高分子聚合物绝缘层62的固定端与第二基板51或支撑臂固定连接，居间薄膜层64的固定端与第一高分子聚合物绝缘层61、第二高分子聚合物绝缘层62或支撑臂固定连接。其中第一高分子聚合物绝缘层61和居间薄膜层64之间和第二高分子聚合物绝缘层62和居间薄膜层64之间形成有摩擦界面。

本实施例的发电原理与实施例十三类似，不再赘述。

实施例十六

图20为本发明提供的风力发电机实施例十六的立体结构示意图，图21为本发明提供的风力发电机实施例十六的截面结构示意图。如图20和图21所示，风力发电机包括：第一基板70、第二基板71、多个支撑臂72以及摩擦发电机。其中，第一基板70和第二基板71平行相对设置，多个支撑臂72设置在第一基板70和第二基板71之间，并且位于第一基板70和第二基板71的边缘。图17所示的结构包括4个支撑臂，分别位于第一基板70和第二基板71的四个角，本发明不仅限于此，沿着第一基板70和第二基板71相对的四个侧边都可以灵活设置支撑臂，其目的是使相邻的两个支撑臂之间形成通风口。摩擦发电机位于第一基板70和第二基板71之间，图17仅示出一个摩擦发电机，本发明不仅限于此，在第一基板70和第二基板71之间可并排设置多个摩擦发电机。

本实施例中，摩擦发电机为五层结构，其包括第一电极层80、第一高分子聚合物绝缘层81、居间电极层82、第二高分子聚合物绝缘层83和第二电极层84。其中，第一高分子聚合物绝缘层81、居间电极层82和第二高分子聚合物绝缘层83形成在第一电极层80和第二电极层84之间，第一高分子聚合物绝缘层81与居间电极层82之间和第二高分子聚合物绝缘层83与居间电极层82之间形成有摩擦界面，即第一高分子聚合物绝缘层81与居间电极层82之间两个相对的表面可接触摩擦并在第一电极层80和第二电极层84处感应出电荷，第二高分子聚合物绝缘层83与居间电极层82之间两个相对的表面可接触摩擦并在第一电极层80和第二电极层84处感应出电荷。第一电极层80和第二电极层84相连后与居间电极层82构成摩擦发电机的两个输出电极。

本实施例中，居间电极层82为自由活动层，其一端为固定端，另一端为自由端，居间电极层82可随风而飘动。具体来说，第一电极层80整体固设在第一基板70上，第一高分子聚合物绝缘层81整体固设在第一电极层80上，第二电极层84整体固设在第二基板71上，第二高分子聚合物绝缘层83整体固设在第二电极层84上。居间电极层82的固定端与第一高分子聚合物绝缘层81的一端固定连接。可选地，居间电极层82的固定端可与附近的支撑臂固定连接。

当风从通风口吹入第一基板70和第二基板71之间时，居间电极层82会随风而飘动，在飘动时居间电极层82会与第一高分子聚合物绝缘层81和第二高分子聚合物绝缘层83摩擦带电。由于居间电极层82与第一高分子聚合物绝缘层81和与第二高分子聚合物绝缘层83的距离不同，因而在第一高分子聚合物绝缘层81和第二高分子聚合物绝缘层83上感应出不等量的电荷，由此使第一电极层80和第二电极层84之间产生电势差。当第一电极层80和第二电极层84作为摩擦发电机的输出电极与外电路连接时，外电路中即有电流流过。飘动的居间电极层82相对于第一高分子聚合物绝缘层81和第二高分子聚合物绝缘层83的距离不断发生变化，通过反复摩擦和分离，就可以在外电路中形成周期性的交流脉动电信号。

为了提高摩擦发电机的发电能力，居间电极层82和第一高分子聚合物绝缘层81相对设置的两个面中的至少一个面上设有微纳结构，和/或居间电极层82和第二高分子聚合物绝缘层83相对设置的两个面中的至少一个面上设有微纳结构，关于微纳结构的具体设置方式可参照上文描述，此处不再赘述。

本实施例摩擦发电机的材质可以参照前述实施例八所描述的摩擦发电机的材质进行选择。居间电极层可以选择导电薄膜、导电高分子、金属材料，金属材料包括纯金属和合金，纯金属选自金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、硒、铁、锰、钼、钨、钒等，合金可以选自轻合金（铝合金、钛合金、镁合金、铍合金等）、重有色合金（铜合金、锌合金、锰合金、镍合金等）、低熔点合金（铅、锡、镉、铋、铟、镓及其合金）、难熔合金（钨合金、钼合金、铌合金、钽合金等）。居间电极层的厚度优选100μm-500μm，更优选200μm。

本实施例中，第一基板70和第二基板71可以选自任何硬质材料板，例如玻璃板或有机玻璃板、聚合物板、复合型板、金属板或合金板。需要注意的是，当采用导电性的板材时，该板材和电极之间不导通。

实施例十七

图22为本发明提供的风力发电机实施例十七的截面结构示意图。如图22所示，该风力发电机与上述实施例十六提供的风力发电机的区别之处在于，第一高分子聚合物绝缘层81和居间电极层82均为自由活动层。具体地，在图19所示的摩擦发电机中，第一电极层80整体固设在第一基板70上，第二电极层84整体固设在第二基板71上，第二高分子聚合物绝缘层83整体固设在第二电极层84上。第一高分子聚合物绝缘层81的固定端和居间电极层82的固定端固定连接在一起，并与第一电极层80的一端固定连接。可选地，第一高分子聚合物绝缘层81的固定端和居间电极层82的固定端可与附近的支撑臂固定连接。在图19中，第一高分子聚合物绝缘层81和居间电极层82贴合在一起，共同具有一个自由端，这样第一高分子聚合物绝缘层81和居间电极层82之间无摩擦界面，而第一电极层80和第一高分子聚合物绝缘层81之间形成摩擦界面，居间电极层82和第二高分子聚合物绝缘层83之间形成摩擦界面；可选地，第一高分子聚合物绝缘层81和居间电极层82仅固定端固定连接在一起，其它部分分离，这样第一高分子聚合物绝缘层81和居间电极层82之间可以形成摩擦界面。

当风从通风口吹入第一基板70和第二基板71之间时，第一高分子聚合物绝缘层81和居间电极层82都随风而飘动，在飘动时居间电极层82与第二高分子聚合物绝缘层83之间可产生摩擦，和/或，居间电极层82与第一高分子聚合物绝缘层81之间可产生摩擦，这种摩擦使得第一电极层80和第二电极层84以及居间电极层82感应出电荷，从而使摩擦发电机产生电能，以供外部用电设备使用。

实施例十八

图23为本发明提供的风力发电机实施例十八的截面结构示意图。如图23所示，该风力发电机与上述实施例十七提供的风力发电机的区别之处在于，第一电极层80、第一高分子聚合物绝缘层81和居间电极层82均为自由活动层。具体地，在图23所示的摩擦发电机中，第二电极层84整体固设在第二基板71上，第二高分子聚合物绝缘层83整体固设在第二电极层84上。第一电极层80的固定端、第一高分子聚合物绝缘层81的固定端和居间电极层82的固定端固定连接在一起，并与第一基板70固定连接；可选地，第一电极层80的固定端、第一高分子聚合物绝缘层81的固定端和居间电极层82的固定端可与附近的支撑臂固定连接。第一电极层80和第一高分子聚合物绝缘层81的形状匹配，两者贴合在一起。可选地，第一高分子聚合物绝缘层81和居间电极层82贴合在一起，这样第一高分子聚合物绝缘层81和居间电极层82之间无摩擦界面，而居间电极层82和第二高分子聚合物绝缘层83之间形成摩擦界面；可选地，第一电极层80和第一高分子聚合物绝缘层81与居间电极层82仅固定端固定连接在一起，其它部分分离，这样第一高分子聚合物绝缘层81和居间电极层82之间也可以形成摩擦界面。

当风从通风口吹入第一基板70和第二基板71之间时，第一电极层80、第一高分子聚合物绝缘层81和居间电极层82都随风而飘动，在飘动时居间电极层82与第二高分子聚合物绝缘层83之间可产生摩擦，和/或，居间电极层82与第一高分子聚合物绝缘层81之间可产生摩擦，这种摩擦使得第一电极层80和第二电极层84以及居间电极层82感应出电荷，从而使摩擦发电机产生电能，以供外部用电设备使用。

实施例十九

图24为本发明提供的风力发电机实施例十九的截面结构示意图。如图24所示，该风力发电机与上述实施例十七提供的风力发电机的区别之处在于，第一高分子聚合物绝缘层81、居间电极层82和第二高分子聚合物绝缘层83均为自由活动层。具体地，在图24所示的摩擦发电机中，第一电极层80整体固设在第一基板70上，第二电极层84整体固设在第二基板71上。第一高分子聚合物绝缘层81的固定端和居间电极层82的固定端固定连接在一起，并与第一电极层80的一端固定连接；第二高分子聚合物绝缘层83的固定端与第二电极层84的一端固定连接。可选地，第一高分子聚合物绝缘层81的固定端和居间电极层82的固定端可与附近的支撑臂固定连接，和/或，第二高分子聚合物绝缘层83的固定端与附近的支撑臂固定连接。可选地，居间电极层82与第一高分子聚合物绝缘层81贴合在一起，这样居间电极层82与第一高分子聚合物绝缘层81之间无摩擦界面，而第一电极层80和第一高分子聚合物绝缘层81之间形成摩擦界面，居间电极层82和第二高分子聚合物绝缘层83之间形成有摩擦界面，第二电极层84和第二高分子聚合物绝缘层83之间形成有摩擦界面；可选地，第一高分子聚合物绝缘层81与居间电极层82仅固定端固定连接在一起，其它部分分离，这样第一高分子聚合物绝缘层81和居间电极层82之间也可以形成摩擦界面。

当风从通风口吹入第一基板70和第二基板71之间时，第一高分子聚合物绝缘层81、居间电极层82和第二高分子聚合物绝缘层83都随风而飘动，在飘动时第一电极层80和第一高分子聚合物绝缘层81之间、居间电极层82和第二高分子聚合物绝缘层83之间以及第二电极层84和第二高分子聚合物绝缘层83之间都可产生摩擦，可选地，第一高分子聚合物绝缘层81和居间电极层82之间也可以产生摩擦，这种摩擦使得第一电极层80和第二电极层84以及居间电极层82感应出电荷，从而使摩擦发电机产生电能，以供外部用电设备使用。

实施例二十

图25为本发明提供的风力发电机实施例二十的截面结构示意图。如图25所示，该风力发电机与上述实施例十八提供的风力发电机的区别之处在于，除了第一电极层80、第一高分子聚合物绝缘层81和居间电极层82以外，第二高分子聚合物绝缘层83也为自由活动层。具体地，在图25所示的摩擦发电机中，第二电极层84整体固设在第二基板71上。第一电极层80的固定端、第一高分子聚合物绝缘层81的固定端和居间电极层82的固定端固定连接在一起，并与第一基板70或附近的支撑臂固定连接；第二高分子聚合物绝缘层83的固定端与第二电极层84的一端或附近的支撑臂固定连接。关于第一电极层80、第一高分子聚合物绝缘层81和居间电极层82的其它结构描述可以参见实施例十八。本实施例中，居间电极层和第二高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面，第二电极层和第二高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面；可选地，居间电极层和第一高分子聚合物绝缘层之间也可形成有摩擦界面。

本实施例的发电原理与前述实施例相似，不再赘述。

实施例二十一

图26为本发明提供的风力发电机实施例二十一的截面结构示意图。如图26所示，该风力发电机与上述实施例二十提供的风力发电机的区别之处在于，除了第一电极层80、第一高分子聚合物绝缘层81、居间电极层82、第二高分子聚合物绝缘层83以外，第二电极层84也为自由活动层。具体地，在图26所示的摩擦发电机中，第一电极层80的固定端、第一高分子聚合物绝缘层81的固定端和居间电极层82的固定端固定连接在一起，并与第一基板70或附近的支撑臂固定连接；第二高分子聚合物绝缘层83的固定端和第二电极层84的固定端固定连接在一起，并与第二基板71或附近的支撑臂固定连接。关于第一电极层80、第一高分子聚合物绝缘层81和居间电极层82的其它结构描述可以参见实施例十八。第二高分子聚合物绝缘层83和第二电极层84的形状匹配，两者贴合在一起，共同具有一个自由端。本实施例中，居间电极层和第二高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面；可选地，居间电极层和第一高分子聚合物绝缘层之间也可形成摩擦界面。

本实施例的发电原理与前述实施例相似，不再赘述。

实施例二十二

图27为本发明提供的风力发电机实施例二十二的截面结构示意图。如图27所示，该风力发电机与上述实施例十六提供的风力发电机的区别之处在于，第一高分子聚合物绝缘层81为自由活动层。具体地，在图27所示的摩擦发电机中，第一电极层80整体固设在第一基板70上，第二电极层84整体固设在第二基板71上，第二高分子聚合物绝缘层83整体固设在第二电极层84上，居间电极层82整体固设在第二高分子聚合物绝缘层83上或者居间电极层82与第二高分子聚合物绝缘层83接触并通过边缘连接。第一高分子聚合物绝缘层81的固定端与第一电极层80的一端或附近的支撑臂固定连接。本实施例中，第一电极层和第一高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面，居间电极层和第一高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面。

当风从通风口吹入第一基板70和第二基板71之间时，第一高分子聚合物绝缘层81随风而飘动，在飘动时第一高分子聚合物绝缘层81与居间电极层82之间可产生摩擦，第一高分子聚合物绝缘层81与第一电极层80之间可产生摩擦；另外，如果居间电极层82与第二高分子聚合物绝缘层83接触并通过边缘连接，在风力的作用下，居间电极层82也可与第二高分子聚合物绝缘层83之间产生摩擦，这种摩擦使得第一电极层80和第二电极层84以及居间电极层82感应出电荷，从而使摩擦发电机产生电能，以供外部用电设备使用。

实施例二十三

图28为本发明提供的风力发电机实施例二十三的截面结构示意图。如图28所示，该风力发电机与上述实施例二十二提供的风力发电机的区别之处在于，第一电极层80与第一高分子聚合物绝缘层81均为自由活动层。具体地，在图28所示的摩擦发电机中，第二电极层84整体固设在第二基板71上，第二高分子聚合物绝缘层83整体固设在第二电极层84上，居间电极层82整体固设在第二高分子聚合物绝缘层83上或者居间电极层82与第二高分子聚合物绝缘层83接触并通过边缘连接。第一电极层80的固定端和第一高分子聚合物绝缘层81的固定端固定连接在一起，并与第一基板70或附近的支撑臂固定连接。其中，第一电极层80和第一高分子聚合物绝缘层81的形状匹配，两者贴合在一起，共同具有一个自由端。本实施例中，居间电极层和第一高分子聚合物绝缘层之间形成摩擦界面。

当风从通风口吹入第一基板70和第二基板71之间时，第一电极层80与第一高分子聚合物绝缘层81可一起随风而飘动，在飘动时第一高分子聚合物绝缘层81与居间电极层82之间可产生摩擦，另外，如果居间电极层82与第二高分子聚合物绝缘层83接触并通过边缘连接，在风力的作用下，居间电极层82也可与第二高分子聚合物绝缘层83之间产生摩擦，这种摩擦使得第一电极层80和第二电极层84感应出电荷，从而使摩擦发电机产生电能，以供外部用电设备使用。

可选地，在上述各个实施例中，形成摩擦界面的两层相对的面中至少一面设有微纳结构。

在上述各实施例提供的风力发电机中，摩擦发电机为利用风力发电的核心部件，其中摩擦发电机的结构各式各样，最核心的是摩擦发电机中形成摩擦界面的两层结构中的至少一层为自由活动层，它能够随着风而飘动。当风从通风口吹入第一基板和第二基板之间时，会带动摩擦发电机的自由活动层随着风而飘动，由于自由活动层与其它层形成摩擦界面，自由活动层在飘动时与其它层摩擦，这种摩擦使得摩擦发电机产生电能，以供外部用电设备使用。针对现有技术中风力发电机对机械能的利用率很低的问题，本发明中摩擦发电机中自由活动层的振动频率很高，对机械能的利用率大大提高，也就大大提升了发电效率。

最后，需要注意的是：以上列举的仅是本发明的具体实施例子，当然本领域的技术人员可以对本发明进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本发明的保护范围。

Claims

1.一种风力发电机，其特征在于，包括：平行相对设置的第一基板和第二基板，设置在所述第一基板和第二基板之间、且位于所述第一基板和第二基板边缘的至少一个支撑臂，以及固设在所述第一基板和第二基板、和/或所述支撑臂上的至少一个摩擦发电机；所述第一基板和第二基板之间具有由所述支撑臂形成的至少一个通风口；

2.根据权利要求1所述的风力发电机，其特征在于，所述高分子聚合物绝缘层为一层，所述第一电极层和/或所述第二电极层与该层高分子聚合物绝缘层之间形成所述摩擦界面。

3.根据权利要求2所述的风力发电机，其特征在于，所述高分子聚合物绝缘层为自由活动层，所述第一电极层和所述高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面，所述第二电极层和所述高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面；

所述第一电极层整体固设在所述第一基板上，所述第二电极层整体固设在所述第二基板上；所述高分子聚合物绝缘层的固定端与所述第一电极层的一端或所述支撑臂固定连接。

4.根据权利要求2所述的风力发电机，其特征在于，所述第一电极层和所述高分子聚合物绝缘层均为自由活动层，所述第二电极层和所述高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面；

所述第二电极层整体固设在所述第二基板上；所述第一电极层的固定端和所述高分子聚合物绝缘层的固定端固定连接在一起，并与所述第一基板或所述支撑臂固定连接。

5.根据权利要求2所述的风力发电机，其特征在于，所述第二电极层为自由活动层，所述第二电极层和所述高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面；

所述第一电极层整体固设在所述第一基板上，所述高分子聚合物绝缘层整体固设在所述第一电极层上；所述第二电极层的固定端与所述第二基板或所述支撑臂固定连接。

6.根据权利要求2所述的风力发电机，其特征在于，所述第二电极层和所述高分子聚合物绝缘层均为自由活动层，所述第一电极层和所述高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面，所述第二电极层和所述高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面；

所述第一电极层整体固设在所述第一基板上；所述高分子聚合物绝缘层的固定端与所述第一电极层的一端或所述支撑臂固定连接，所述第二电极层的固定端与所述第二基板或所述支撑臂固定连接。

7.根据权利要求2所述的风力发电机，其特征在于，所述第一电极层、高分子聚合物绝缘层和第二电极层均为自由活动层，所述第二电极层和所述高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面；

所述第一电极层的固定端和所述高分子聚合物绝缘层的固定端固定连接在一起，并与所述第一基板或所述支撑臂固定连接；所述第二电极层的固定端与所述第二基板或所述支撑臂固定连接。

8.根据权利要求1所述的风力发电机，其特征在于，所述高分子聚合物绝缘层为两层，分别为第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层，所述第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面。

9.根据权利要求8所述的风力发电机，其特征在于，所述第一高分子聚合物绝缘层为自由活动层，所述第一电极层和所述第一高分子聚合物绝缘层之间也形成有摩擦界面；

所述第一电极层整体固设在所述第一基板上，所述第二电极层整体固设在所述第二基板上，所述第二高分子聚合物绝缘层整体固设在所述第二电极层上；所述第一高分子聚合物绝缘层的固定端与所述第一电极层的一端或所述支撑臂固定连接。

10.根据权利要求8所述的风力发电机，其特征在于，所述第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层均为自由活动层，所述第一电极层和所述第一高分子聚合物绝缘层之间也形成有摩擦界面，所述第二电极层和所述第二高分子聚合物绝缘层之间也形成有摩擦界面；

所述第一电极层整体固设在所述第一基板上，所述第二电极层整体固设在所述第二基板上；所述第一高分子聚合物绝缘层的固定端与所述第一电极层的一端或所述支撑臂固定连接，所述第二高分子聚合物绝缘层的固定端与所述第二电极层的一端或所述支撑臂固定连接。

11.根据权利要求8所述的风力发电机，其特征在于，所述第一电极层和所述第一高分子聚合物绝缘层均为自由活动层；

所述第二电极层整体固设在所述第二基板上，所述第二高分子聚合物绝缘层整体固设在所述第二电极层上；所述第一电极层的固定端与所述第一高分子聚合物绝缘层的固定端固定连接在一起，并与所述第一基板或所述支撑臂固定连接。

12.根据权利要求8所述的风力发电机，其特征在于，所述第一电极层、第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层均为自由活动层，所述第二电极层和所述第二高分子聚合物绝缘层之间也形成有摩擦界面；

所述第二电极层整体固设在所述第二基板上；所述第一电极层的固定端与所述第一高分子聚合物绝缘层的固定端固定连接在一起，并与所述第一基板或所述支撑臂固定连接；所述第二高分子聚合物绝缘层的固定端与所述第二电极层的一端或所述支撑臂固定连接。

13.根据权利要求8所述的风力发电机，其特征在于，所述第一电极层、第一高分子聚合物绝缘层、第二高分子聚合物绝缘层和第二电极层均为自由活动层；

所述第一电极层的固定端与所述第一高分子聚合物绝缘层的固定端固定连接在一起，并与所述第一基板或所述支撑臂固定连接；所述第二电极层的固定端与所述第二高分子聚合物绝缘层的固定端固定连接在一起，并与所述第二基板或所述支撑臂固定连接。

14.根据权利要求1所述的风力发电机，其特征在于，所述高分子聚合物绝缘层为三层，分别为第一高分子聚合物绝缘层、居间薄膜层和第二高分子聚合物绝缘层，所述第一高分子聚合物绝缘层和居间薄膜层之间和/或所述第二高分子聚合物绝缘层和居间薄膜层之间形成有摩擦界面。

15.根据权利要求14所述的风力发电机，其特征在于，所述居间薄膜层为自由活动层；

所述第一电极层整体固设在所述第一基板上，所述第一高分子聚合物绝缘层整体固设在所述第一电极层上；所述第二电极层整体固设在所述第二基板上，所述第二高分子聚合物绝缘层整体固设在所述第二电极层上；所述居间薄膜层的固定端与所述第一高分子聚合物绝缘层的一端或所述支撑臂固定连接。

16.根据权利要求14所述的风力发电机，其特征在于，所述第一电极层、所述第一高分子聚合物绝缘层和所述居间薄膜层均为自由活动层；

所述第二电极层整体固设在所述第二基板上，所述第二高分子聚合物绝缘层整体固设在所述第二电极层上；所述第一电极层和所述第一高分子聚合物绝缘层贴合在一起，共同具有一个自由端；

所述第一电极层的固定端和所述第一高分子聚合物绝缘层的固定端与所述第一基板或支撑臂固定连接，所述居间薄膜层的固定端与所述第一高分子聚合物绝缘层、所述第二高分子聚合物绝缘层或支撑臂固定连接。

17.根据权利要求14所述的风力发电机，其特征在于，所述第一电极层、所述第一高分子聚合物绝缘层、所述居间薄膜层、所述第二高分子聚合物绝缘层和所述第二电极层均为自由活动层；

所述第一电极层和所述第一高分子聚合物绝缘层贴合在一起，共同具有一个自由端；所述第二电极层和所述第二高分子聚合物绝缘层贴合在一起，共同具有一个自由端；

所述第一电极层的固定端和所述第一高分子聚合物绝缘层的固定端与所述第一基板或支撑臂固定连接，所述第二电极层的固定端和所述第二高分子聚合物绝缘层的固定端与所述第二基板或支撑臂固定连接，所述居间薄膜层的固定端与所述第一高分子聚合物绝缘层、所述第二高分子聚合物绝缘层或支撑臂固定连接。

18.根据权利要求1至17任一项所述的风力发电机，其特征在于，形成所述摩擦界面的两层相对的面中至少一面设有微纳结构。

19.根据权利要求1至17任一项所述的风力发电机，其特征在于，所述第一基板和第二基板为玻璃板、聚合物板、复合型板、金属板或合金板。

20.根据权利要求1至17任一项所述的风力发电机，其特征在于，还包括：在所述至少一个通风口设置的集风器。

21.根据权利要求1至17任一项所述的风力发电机，其特征在于，还包括：

与所述摩擦发电机的两个输出电极相连、将所述摩擦发电机输出的交流脉冲电信号进行整流处理得到单向脉动直流信号的整流电路；

与所述整流电路相连、将所述整流电路输出的单向脉动直流信号进行滤波处理的滤波电路；

与所述滤波电路相连、将所述滤波电路输出的直流信号进行稳压处理的稳压电路；

与所述稳压电路相连、将所述稳压电路输出的直流信号进行变压处理的变压电路；

与所述变压电路相连、将所述变压电路输出的电信号进行储存的储能电路。

22.根据权利要求21所述的风力发电机，其特征在于，所述储能电路为锂电池、镍氢电池、铅酸电池或超级电容器。

23.一种风力发电机，其特征在于，包括：平行相对设置的第一基板和第二基板，设置在所述第一基板和第二基板之间、且位于所述第一基板和第二基板边缘的至少一个支撑臂，以及固设在所述第一基板和第二基板、和/或所述支撑臂上的至少一个摩擦发电机；所述第一基板和第二基板之间具有由所述支撑臂形成的至少一个通风口；

24.根据权利要求23所述的风力发电机，其特征在于，所述形成在所述第一电极层和居间电极层之间的至少一层高分子聚合物绝缘层构成第一高分子聚合物绝缘层，所述形成在所述居间电极层和第二电极层之间的至少一层高分子聚合物绝缘层构成第二高分子聚合物绝缘层。

25.根据权利要求24所述的风力发电机，其特征在于，所述居间电极层为自由活动层，所述第一高分子聚合物绝缘层与所述居间电极层之间和第二高分子聚合物绝缘层与所述居间电极层之间形成有摩擦界面；

所述第一电极层整体固设在所述第一基板上，所述第一高分子聚合物绝缘层整体固设在所述第一电极层上，所述第二电极层整体固设在所述第二基板上，所述第二高分子聚合物绝缘层整体固设在所述第二电极层上；

所述居间电极层的固定端与所述第一高分子聚合物绝缘层的一端或所述支撑臂固定连接。

26.根据权利要求24所述的风力发电机，其特征在于，所述第一高分子聚合物绝缘层和所述居间电极层均为自由活动层，所述居间电极层和所述第二高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面，所述第一电极层和所述第一高分子聚合物绝缘层之间也形成有摩擦界面；

所述第一电极层整体固设在所述第一基板上，所述第二电极层整体固设在所述第二基板上，所述第二高分子聚合物绝缘层整体固设在所述第二电极层上；

所述第一高分子聚合物绝缘层的固定端和所述居间电极层的固定端固定连接在一起，并与所述第一电极层的一端或所述支撑臂固定连接。

27.根据权利要求24所述的风力发电机，其特征在于，所述第一电极层、所述第一高分子聚合物绝缘层和所述居间电极层均为自由活动层，所述居间电极层和所述第二高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面；

所述第二电极层整体固设在所述第二基板上，所述第二高分子聚合物绝缘层整体固设在所述第二电极层上；

所述第一电极层的固定端、所述第一高分子聚合物绝缘层的固定端和所述居间电极层的固定端固定连接在一起，并与所述第一基板或所述支撑臂固定连接。

28.根据权利要求24所述的风力发电机，其特征在于，所述第一高分子聚合物绝缘层、所述居间电极层和所述第二高分子聚合物绝缘层均为自由活动层，所述第一电极层和所述第一高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面，所述居间电极层和所述第二高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面，所述第二电极层和第二高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面；

所述第一电极层整体固设在所述第一基板上，所述第二电极层整体固设在所述第二基板上；

所述第一高分子聚合物绝缘层的固定端和所述居间电极层的固定端固定连接在一起，并与所述第一电极层的一端或所述支撑臂固定连接；所述第二高分子聚合物绝缘层的固定端与所述第二电极层的一端或所述支撑臂固定连接。

29.根据权利要求24所述的风力发电机，其特征在于，所述第一电极层、所述第一高分子聚合物绝缘层、所述居间电极层和所述第二高分子聚合物绝缘层均为自由活动层，所述居间电极层和所述第二高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面，所述第二电极层和第二高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面；

所述第二电极层整体固设在所述第二基板上；

所述第一电极层的固定端、所述第一高分子聚合物绝缘层的固定端和所述居间电极层的固定端固定连接在一起，并与所述第一基板或所述支撑臂固定连接；所述第二高分子聚合物绝缘层的固定端与所述第二电极层的一端或所述支撑臂固定连接。

30.根据权利要求24所述的风力发电机，其特征在于，所述第一电极层、所述第一高分子聚合物绝缘层、所述居间电极层、所述第二高分子聚合物绝缘层和所述第二电极层均为自由活动层，所述居间电极层和所述第二高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面；

所述第一电极层的固定端、所述第一高分子聚合物绝缘层的固定端和所述居间电极层的固定端固定连接在一起，并与所述第一基板或所述支撑臂固定连接；所述第二高分子聚合物绝缘层的固定端和所述第二电极层的固定端固定连接在一起，并与所述第二基板或所述支撑臂固定连接。

31.根据权利要求26至30任一项所述的风力发电机，其特征在于，所述第一高分子聚合物绝缘层和所述居间电极层除固定端以外的其它部分是分离的，所述居间电极层和所述第一高分子聚合物绝缘层之间也形成有摩擦界面。

32.根据权利要求24所述的风力发电机，其特征在于，所述第一高分子聚合物绝缘层为自由活动层，所述第一电极层和所述第一高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面，所述居间电极层和所述第一高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面；

所述第一电极层整体固设在所述第一基板上，所述第二电极层整体固设在所述第二基板上，所述第二高分子聚合物绝缘层整体固设在所述第二电极层上，所述居间电极层整体固设在所述第二高分子聚合物绝缘层上或者所述居间电极层与所述第二高分子聚合物绝缘层通过边缘连接；

所述第一高分子聚合物绝缘层的固定端与所述第一电极层的一端或所述支撑臂固定连接。

33.根据权利要求24所述的风力发电机，其特征在于，所述第一电极层和所述第一高分子聚合物绝缘层均为自由活动层，所述居间电极层和所述第一高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面；

所述第二电极层整体固设在所述第二基板上，所述第二高分子聚合物绝缘层整体固设在所述第二电极层上，所述居间电极层整体固设在所述第二高分子聚合物绝缘层上或者所述居间电极层与所述第二高分子聚合物绝缘层通过边缘连接；

所述第一电极层的固定端和所述第一高分子聚合物绝缘层的固定端固定连接在一起，并与所述第一基板或所述支撑臂固定连接。

34.根据权利要求23至33任一项所述的风力发电机，其特征在于，形成所述摩擦界面的两层相对的面中至少一面设有微纳结构。

35.根据权利要求23至33任一项所述的风力发电机，其特征在于，所述第一基板和第二基板为玻璃板、聚合物板、复合型板、金属板或合金板。

36.根据权利要求23至33任一项所述的风力发电机，其特征在于，还包括：在所述至少一个通风口设置的集风器。

37.根据权利要求23至33任一项所述的风力发电机，其特征在于，还包括：

与所述摩擦发电机的两个输出电极相连、将所述摩擦发电机输出的交流脉动电信号进行整流处理得到单向脉动直流信号的整流电路；

与所述整流电路相连、将所述整流电路输出的单向脉冲直流信号进行滤波处理的滤波电路；

与所述滤波电路相连、将所述滤波电路输出的直流信号进行变压处理的变压电路；

38.根据权利要求37所述的风力发电机，其特征在于，所述储能电路为锂电池、镍氢电池、铅酸电池或超级电容器。