CN203219206U - 发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发电系统，用以解决现有技术中的发电系统不能很好的利用波浪、潮汐产生的机械能进行发电的问题。该发电系统，包括：发电装置和储能装置，其中，所述发电装置包括：具有至少一个空腔的外壳，所述外壳的纵剖面为波浪形状，且所述外壳的每个空腔容纳至少一个纳米摩擦发电机；所述储能装置，与所述至少一个纳米摩擦发电机的输出端相连。

Description

发电系统

技术领域

本实用新型涉及纳米技术领域，特别涉及一种发电系统。

背景技术

随着科学技术的发展和现代化进程的加快，人类对能源的需求与日俱增，而传统的能源通常为一次性能源，如果过度开采就会面临能源用尽的危机。因此，迫切地需要开发新能源。现有的新能源通常包括波浪能、潮汐能、太阳能和压电能。

以压电能为例来说，现有的压电发电系统是利用压电材料，将周围环境的振动机械能转换成电能，这是一种新型的发电技术。但是现有的压电发电系统一般不能很好的利用波浪、潮汐产生的机械能进行发电，造成波浪能、潮汐能的浪费。

而且现有的压电发电系统转化效率低，发电量较小，造成收集能量需要较长时间，所以不能高效快捷的实现能量的收集。另外，这种压电发电系统结构复杂，成本较大。

实用新型内容

本实用新型公开了一种发电系统，用以解决现有技术中的发电系统不能很好的利用波浪、潮汐产生的机械能进行发电的问题。

一种发电系统，包括：发电装置和储能装置，其中，所述发电装置包括：具有至少一个空腔的外壳，所述外壳的纵剖面为波浪形状，且所述外壳的每个空腔容纳至少一个纳米摩擦发电机；所述储能装置，与所述至少一个纳米摩擦发电机的输出端相连。

较佳的，所述外壳进一步包括：多个壳体，每相邻的两个壳体之间通过固定部件固定连接且呈第一预设角度，其中，每个壳体内部具有至少一个空腔。

较佳的，所述固定部件为铰链、螺栓和/或合页。

较佳的，每个空腔内的纳米摩擦发电机与所述空腔的至少一个内壁固定。

较佳的，所述外壳与水平面之间呈第二预设角度。

较佳的，所述纳米摩擦发电机的表面设置有防护垫片，或者，所述纳米摩擦发电机的表面为塑封表面。

较佳的，所述储能装置包括：整流电路、第一开关控制电路、第一直流/直流控制电路以及储能电路；所述整流电路与所述至少一个纳米摩擦发电机的输出端相连，接收所述至少一个纳米摩擦发电机输出的交流脉冲电信号并对所述交流脉冲电信号进行整流处理得到直流电压；所述第一开关控制电路与所述整流电路、所述第一直流/直流控制电路和所述储能电路相连，接收所述整流电路输出的直流电压和所述储能电路反馈的瞬时充电电压，根据所述整流电路输出的直流电压和所述储能电路反馈的瞬时充电电压得到第一控制信号，将所述第一控制信号输出给所述第一直流/直流控制电路；所述第一直流/直流控制电路与所述整流电路、所述第一开关控制电路和所述储能电路相连，根据所述第一开关控制电路输出的第一控制信号对所述整流电路输出的直流电压进行转换处理输出给所述储能电路充电，得到瞬时充电电压。

较佳的，所述发电装置还包括：太阳能板；所述储能装置还包括：第二开关控制电路和第二直流/直流控制电路；所述第二开关控制电路与所述太阳能板的输出端、所述第二直流/直流控制电路和所述储能电路相连，接收所述太阳能板输出的直流电压和所述储能电路反馈的瞬时充电电压，根据所述太阳能板输出的直流电压和所述储能电路反馈的瞬时充电电压得到第二控制信号，将所述第二控制信号输出给所述第二直流/直流控制电路；所述第二直流/直流控制电路与所述太阳能板的输出端、所述第二开关控制电路和所述储能电路相连，根据所述第二开关控制电路输出的第二控制信号对所述太阳能板输出的直流电压进行转换处理输出给所述储能电路充电，得到瞬时充电电压。

较佳的，所述发电装置还包括：太阳能板；所述储能装置包括：第一开关控制电路、整流电路、开关电路、第二开关控制电路、直流/直流控制电路和储能电路；所述第一开关控制电路与所述太阳能板的输出端和所述至少一个纳米摩擦发电机相连，接收所述太阳能板输出的直流电压，根据所述太阳能板输出的直流电压向所述至少一个纳米摩擦发电机输出用于控制纳米摩擦发电机是否工作的控制信号；所述整流电路与所述至少一个纳米摩擦发电机的输出端相连，接收所述至少一个纳米摩擦发电机输出的交流脉冲电信号并对所述交流脉冲信号进行整流处理得到直流电压；所述开关电路的控制端与所述太阳能板的输出端相连，根据所述太阳能板输出的直流电压控制所述开关电路的输入/输出端与所述太阳能板的输出端或所述整流电路连通；所述第二开关控制电路与所述开关电路的输入/输出端、所述直流/直流控制电路和所述储能电路相连，接收所述开关电路的输入/输出端输出的直流电压和所述储能电路反馈的瞬时充电电压，根据所述开关电路的输入/输出端输出的直流电压和所述储能电路反馈的瞬时充电电压得到控制信号，将所述控制信号输出给所述直流/直流控制电路；所述直流/直流控制电路与所述开关电路的输入/输出端、所述第二开关控制电路和所述储能电路相连，根据所述第二开关控制电路输出的控制信号对所述开关电路的输入/输出端输出的直流电压进行转换处理输出给所述储能电路充电，得到瞬时充电电压。

较佳的，所述储能电路为锂离子电池、镍氢电池、铅酸电池或超级电容器。

较佳的，所述纳米摩擦发电机包括：依次层叠设置的第一电极，第一高分子聚合物绝缘层，以及第二电极；其中，所述第一电极设置在所述第一高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上；且所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面朝向所述第二电极设置，所述第一电极和第二电极构成所述纳米摩擦发电机的输出端。

较佳的，所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面上设有微纳结构。

较佳的，所述第一高分子聚合物绝缘层与所述第二电极之间设置有多个弹性部件，所述弹性部件用于在外力的作用下控制所述第一高分子聚合物绝缘层与所述第二电极接触和分离。

较佳的，所述纳米摩擦发电机进一步包括：设置在所述第二电极和所述第一高分子聚合物绝缘层之间的第二高分子聚合物绝缘层，所述第二电极设置在所述第二高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上；且所述第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面与所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面相对设置。

较佳的，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相对设置的两个面中的至少一个面上设有微纳结构。

较佳的，所述第一高分子聚合物绝缘层与所述第二高分子聚合物绝缘层之间设置有多个弹性部件，所述弹性部件用于在外力的作用下控制所述第一高分子聚合物绝缘层与所述第二高分子聚合物绝缘层接触和分离。

较佳的，所述纳米摩擦发电机进一步包括：设置在所述第一高分子聚合物绝缘层和所述第二高分子聚合物绝缘层之间的居间薄膜层，其中，所述居间薄膜层为聚合物薄膜层，且所述第一高分子聚合物绝缘层相对所述居间薄膜层的面和居间薄膜层相对于第一高分子聚合物绝缘层的面中的至少一个面上和/或所述第二高分子聚合物绝缘层相对所述居间薄膜层的面和居间薄膜层相对第二高分子聚合物绝缘层的面中的至少一个面上设有微纳结构。

较佳的，所述第一高分子聚合物绝缘层和所述居间薄膜层之间设置有多个弹性部件，该弹性部件用于在外力的作用下控制所述第一高分子聚合物绝缘层和所述居间薄膜层接触和分离；和/或，所述第二高分子聚合物绝缘层和所述居间薄膜层之间设置有多个弹性部件，该弹性部件用于在外力的作用下控制所述第二高分子聚合物绝缘层和所述居间薄膜层接触和分离。

较佳的，所述纳米摩擦发电机包括：依次层叠设置的第一电极，第一高分子聚合物绝缘层，居间电极层，第二高分子聚合物绝缘层以及第二电极；其中，所述第一电极设置在所述第一高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上；所述第二电极设置在所述第二高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上，所述居间电极层设置在所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面与所述第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面之间，且所述第一高分子聚合物绝缘层相对所述居间电极层的面和居间电极层相对于第一高分子聚合物绝缘层的面中的至少一个面上和/或所述第二高分子聚合物绝缘层相对所述居间电极层的面和居间电极层相对第二高分子聚合物绝缘层的面中的至少一个面上设有微纳结构，所述第一电极和第二电极相连后与所述居间电极层构成所述纳米摩擦发电机的输出端。

较佳的，所述第一高分子聚合物绝缘层和所述居间电极层之间设置有多个弹性部件，该弹性部件用于在外力的作用下控制所述第一高分子聚合物绝缘层和所述居间电极层接触和分离；和/或，所述第二高分子聚合物绝缘层和所述居间电极层之间设置有多个弹性部件，该弹性部件用于在外力的作用下控制所述第二高分子聚合物绝缘层和所述居间电极层接触和分离。

本实用新型实施例中，发电装置通过具有空腔的外壳以及空腔内容纳的纳米摩擦发电机组成，这样，当发电装置的外壳受到波浪、潮汐的撞击或拍打时，其空腔内的纳米摩擦发电机也将发生机械形变从而产生电能。因而实现了利用波浪、潮汐产生的机械能进行发电的技术效果。而且，本实用新型中的发电装置的外壳的纵剖面为波浪形状，与海水的运动形式相吻合，从而能够实现更好的发电效果。

附图说明

图1示出了本实用新型实施例提供的发电系统的整体结构示意图；

图2a和图2b分别示出了本实用新型实施例一提供的发电装置的整体立体图和纵面的剖面图；

图2c和图2d分别示出了本实用新型实施例二提供的发电装置的整体立体图和纵面的剖面图；

图3为本实用新型提供的发电系统的一实施例的电路原理示意图；

图4为本实用新型提供的发电系统的另一实施例的电路原理示意图；

图5为本实用新型提供的发电系统的又一实施例的电路原理示意图；

图6a和图6b分别示出了纳米摩擦发电机的第一种结构的立体结构示意图和剖面结构示意图；

图7a和图7b分别示出了纳米摩擦发电机的第二种结构的立体结构示意图和剖面结构示意图；

图7c示出了纳米摩擦发电机的第二种结构的具有弹性部件作为支撑臂的立体结构示意图；

图8a和图8b分别示出了纳米摩擦发电机的第三种结构的立体结构示意图和剖面结构示意图；

图9a和图9b分别示出了纳米摩擦发电机的第四种结构的立体结构示意图和剖面结构示意图。

具体实施方式

为充分了解本实用新型之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本实用新型做详细说明,但本实用新型并不仅仅限于此。

本实用新型提供了一种发电系统，可以解决现有技术中的发电系统不能很好的利用波浪和、潮汐产生的机械能进行发电的问题。

图1示出了本实用新型实施例提供的发电系统的整体结构示意图。如图1所示，该发电系统包括：发电装置1和储能装置2。其中，发电装置1包括：具有至少一个空腔的外壳，所述外壳的纵剖面为波浪形状，且所述外壳的每个空腔容纳至少一个纳米摩擦发电机。储能装置2与至少一个纳米摩擦发电机的输出端相连，用于对所述纳米摩擦发电机输出的电能进行存储。

该发电系统的工作原理是：当发电装置漂浮在水面或设置于沙滩上时，由于水流的运动将导致发电装置的外壳发生摇晃或受到拍打，从而促使外壳的空腔内的纳米摩擦发电机产生机械形变，从而产生交流脉冲电信号，储能装置将此交流脉冲电信号进行适当的变换后进行存储，以备外部用电设备的使用。

本实用新型实施例中，发电装置由具有空腔的外壳以及空腔内容纳的纳米摩擦发电机组成，这样，当发电装置的外壳受到波浪或潮汐的撞击或拍打时，其空腔内的纳米摩擦发电机也将发生机械形变从而产生电能。因而实现了利用波浪能、潮汐能这些自然界的绿色能源进行发电的技术效果。而且，本实用新型中的发电装置的外壳的纵剖面为波浪形状，与海水的运动形式相吻合，从而能够实现更好的发电效果。

由于发电装置属于本实用新型的发电系统内部的核心部件，因此，下面将首先通过几个具体的实施例对本实用新型提供的发电装置的结构和工作原理进行详细介绍。

实施例一、

图2a和图2b分别示出了本实用新型实施例一提供的发电装置1的整体立体图和纵面的剖面图。从图2a和图2b中可以看到，该发电装置1包括具有至少一个空腔的外壳11，所述外壳的纵剖面为波浪形状，且所述外壳的每个空腔容纳至少一个纳米摩擦发电机12。

其中，纵剖面为波浪形状的外壳可以通过一个整体部件来实现，例如，直接加工制作一个纵剖面为波浪形状的外壳，例如图2a和图2b所示的外壳由一个包含四段板材（其材质可灵活选择）的整体部件实现，每相邻的两段板材通过一定的工艺合为一体，且每相邻的两段板材之间的内角呈第一预设角度，该第一预设角度可根据需要设置，例如，可设置为45度或60度等。由此使四段板材构成的整体部件的纵剖面呈现波浪形。每段板材内部都具有一个或多个空腔，每个空腔的内部又容纳有一个或多个纳米摩擦发电机。

另外，纵剖面为波浪形状的外壳还可以通过多个离散部件的组合来实现，例如，分别加工制作多个形状类似矩形的壳体，例如图2a和图2b中包含四个壳体。然后，将每相邻的两个壳体之间通过固定部件固定连接，并且，每相邻的两个壳体之间的内角呈第一预设角度，该第一预设角度可根据需要设置，例如，可设置为45度或60度等。由此使四个壳体通过固定部件固定而成的整体的纵剖面呈现波浪形。每个壳体内部都具有一个或多个空腔，每个空腔的内部又容纳有一个或多个纳米摩擦发电机。其中，固定壳体的固定部件例如可以是铰链、螺栓和/或合页等，只要能够起到固定作用即可。

介绍完外壳的两种可能的结构之后，接下来介绍一下外壳的空腔内部的纳米摩擦发电机的放置形式。

空腔内部的纳米摩擦发电机可以直接放置在空腔内部，且与空腔的任一内壁都不固定，而且，可以使纳米摩擦发电机的尺寸略小于空腔内部的尺寸，这样，在发电装置的外壳受到海水的振动时，其空腔内部的纳米摩擦发电机也将在空腔内晃动，并对空腔的内壁形成撞击，导致纳米摩擦发电机发生机械形变，从而产生电能。

或者，空腔内部的纳米摩擦发电机可以固定在空腔内部，例如，纳米摩擦发电机与空腔的至少一个内壁固定，这样，在发电装置的外壳受到海水的振动时，其空腔内部的纳米摩擦发电机将随着外壳的振动而振动，导致纳米摩擦发电机发生机械形变，从而产生电能。具体地，可以使纳米摩擦发电机的尺寸与空腔内部的尺寸相吻合，同时还可以进一步地将纳米摩擦发电机的六个表面分别固定在空腔内部的六个内壁上，这样，当外壳受到振动或拍打时，将对其空腔内部的纳米摩擦发电机进行挤压，导致纳米摩擦发电机发生机械形变，从而产生电能。

通过上面的方式，在发电装置1随着波浪、潮汐晃动或受到海浪拍打时，就可以导致纳米摩擦发电机发生机械形变，进而促使纳米摩擦发电机将机械能转化为电能。

实施例二、

图2c和图2d分别示出了本实用新型实施例二提供的发电装置1的整体立体图和纵面的剖面图。从图2c和图2d中可以看到，该发电装置1包括具有至少一个空腔的外壳11，所述外壳的纵剖面为波浪形状，且所述外壳的每个空腔容纳至少一个纳米摩擦发电机12。

其中，外壳11的结构以及外壳的空腔内部的纳米摩擦发电机的放置形式与实施例一类似，此处不再赘述。另外，在实施例一和实施例二中，外壳11均可以选用柔性材质（例如橡胶等）制作。这样，外壳11是柔软的、且容易发生形变的，从而在受到拍打或撞击时，能够更好地挤压内部的纳米摩擦发电机，促使纳米摩擦发电机发生形变，从而提高发电效率。

本实施例与实施例一的主要区别在于，外壳11与水平面之间呈第二预设角度，该第二预设角度可根据需要灵活设置，例如，为30度或45度等。也就是说，本实施例中的外壳呈倾斜状态，如图2d所示，该倾斜状态的外壳构成斜坡式的阶梯形状。在实际使用时，可以通过将外壳的一端放置在海岸上，将外壳的另一端放置在岸边的岩石上来构成上述的斜坡，或者，也可以通过一定的固定装置，例如绳索、支撑架等实现上述的斜坡。

具有斜坡的发电装置尤其适用于沙滩或海边发电。当用于沙滩或海边时，可以利用潮汐能进行发电。例如，当海水涨潮时，海水将沿着斜坡状的发电装置涌起，从而对斜坡状的发电装置造成强烈的震荡和拍打；当海水退潮时，海水将顺着斜坡状的发电装置退下，从而也会对斜坡状的发电装置造成强烈的震荡和拍打。总之，发电装置的外壳具有斜坡，从而可以更好地顺应海水的运动方向，使海水的撞击力达到最大，进而使纳米摩擦发电机的发电效率也达到最佳。

在上述两个实施例中，发电装置都具有多个纳米摩擦发电机，这多个纳米摩擦发电机之间可以串联，也可以并联，其中，当纳米摩擦发电机并联时可提高电流的输出强度，而纳米摩擦发电机串联时可提高电压的输出大小，从而能够解决单个纳米摩擦发电机输出的电流或电压大小不能满足需求的问题。为了同时获得上述优势，也可以考虑将一部分纳米摩擦发电机并联，将另一部分纳米摩擦发电机串联。

另外，为了对纳米摩擦发电机进行保护，防止其磨损或漏电，在纳米摩擦发电机的表面可以进一步设置防护垫片，或者，将纳米摩擦发电机的表面制作为塑封表面。

基于上述发电装置的结构，下面将进一步介绍整个发电系统的结构和工作原理。

图3为本实用新型提供的发电系统的一实施例的电路原理示意图。如图3所示，储能装置包括：整流电路30、第一开关控制电路31、第一直流/直流控制电路32以及储能电路33。其中，整流电路30与纳米摩擦发电机10的输出端相连，整流电路30接收纳米摩擦发电机10输出的交流脉冲电信号，对该交流脉冲电信号进行整流处理得到直流电压U1；第一开关控制电路31与整流电路30、第一直流/直流控制电路32和储能电路33相连，第一开关控制电路31接收整流电路30输出的直流电压U1和储能电路33反馈的瞬时充电电压U2，根据该直流电压U1和瞬时充电电压U2得到第一控制信号S1，将第一控制信号S1输出给第一直流/直流控制电路32；第一直流/直流控制电路32与整流电路30、第一开关控制电路31和储能电路33相连，第一直流/直流控制电路32根据第一开关控制电路31输出的第一控制信号S1对整流电路30输出的直流电压U1进行转换处理输出给储能电路33充电，得到瞬时充电电压U2。

图3所示的发电系统的工作原理是：当外力作用于纳米摩擦发电机10时，会使纳米摩擦发电机10发生机械形变，从而产生交流脉冲电信号。整流电路30接收到该交流脉冲电信号后，对其进行整流处理，得到单向脉动的直流电压U1。第一开关控制电路31接收整流电路30输出的直流电压U1和储能电路33反馈的瞬时充电电压U2后，将直流电压U1和瞬时充电电压U2分别与储能电路33的充满电压U0进行比较，如果直流电压U1高于充满电压U0且瞬时充电电压U2低于充满电压U0，此时第一开关控制电路31输出第一控制信号S1，控制第一直流/直流控制电路32将整流电路30输出的直流电压U1进行降压处理，输出给储能电路33进行充电，得到瞬时充电电压U2；如果直流电压U1低于等于充满电压U0且瞬时充电电压U2低于充满电压U0，此时第一开关控制电路31输出第一控制信号S1，控制第一直流/直流控制电路32将整流电路30输出的直流电压U1进行升压处理，输出给储能电路33进行充电，得到瞬时充电电压U2；又如果瞬时充电电压U2等于或短时高于充满电压U0，不管直流电压U1高于或低于充满电压U0，此时第一开关控制电路31输出第一控制信号S1，控制第一直流/直流控制电路32使其停止为储能电路33充电。上述控制方式仅为一个具体的例子，本实用新型对此不做限制，也可采用其他的控制方式为储能电路充电。

可选地，储能电路33可以为锂离子电池、镍氢电池、铅酸电池或超级电容器等储能元件。

在上述实施例提供的发电系统中，纳米摩擦发电机作为利用波浪能、潮汐能发电的发电装置的核心部件能够将波浪能、潮汐能转化为电能，储能装置对该电能进行储存，实现了利用波浪能、潮汐能发电。而且，由于纳米摩擦发电机本身的发电效率很高，使整个波浪能、潮汐能发电系统有很高的发电效率，再加上高效的设计结构，实现了一个最佳的发电效率。同时，该发电系统的核心部件生产便捷，而且形状、尺寸不仅可以加工至微小化，实现波浪能、潮汐能发电系统的微型化；也可以加工至较大尺寸，实现高功率发电。另外，由于纳米摩擦发电机微型化、薄膜化，进而使得整个发电系统重量减小，同时成本得到了极大的降低。

进一步的，本实用新型所提供的上述发电系统的发电装置还可以包括太阳能板，将波浪能、潮汐能发电系统和太阳能发电系统组合起来使用，实现波浪能、潮汐能和太阳能的双重收集利用。

图4为本实用新型提供的发电系统的另一实施例的电路原理示意图。图4所示的发电系统与图3所示发电系统的区别之处在于增加了太阳能板40，储能装置进一步包括第二开关控制电路41和第二直流/直流控制电路42。

其中第二开关控制电路41与太阳能板40的输出端、第二直流/直流控制电路42和储能电路33相连，第二开关控制电路41接收太阳能板40输出的直流电压U3和储能电路33反馈的瞬时充电电压U2，根据直流电压U3和瞬时充电电压U2得到第二控制信号S2，将第二控制信号S2输出给第二直流/直流控制电路42。第二直流/直流控制电路42与太阳能板40的输出端、第二开关控制电路41和储能电路33相连，第二直流/直流控制电路42根据第二开关控制电路41输出的第二控制信号S2对太阳能板40输出的直流电压U3进行转换处理输出给储能电路33充电，得到瞬时充电电压U2。

上述电路的工作原理是：当太阳光照射到太阳能板40上时，太阳能板40会将光能转换为直流电能，输出直流电压U3。第二开关控制电路41接收太阳能板40输出的直流电压U3和储能电路33反馈的瞬时充电电压U2后，将直流电压U3和瞬时充电电压U2分别与储能电路33的充满电压U0进行比较，如果直流电压U3高于充满电压U0且瞬时充电电压U2低于充满电压U0，此时第二开关控制电路41输出第二控制信号S2，控制第二直流/直流控制电路42将太阳能板40输出的直流电压U3进行降压处理，输出给储能电路33进行充电，得到瞬时充电电压U2；如果直流电压U3低于等于充满电压U0且瞬时充电电压U2低于充满电压U0，此时第二开关控制电路41输出第二控制信号S2，控制第二直流/直流控制电路42将太阳能板40输出的直流电压U3进行升压处理，输出给储能电路33进行充电，得到瞬时充电电压U2；又如果瞬时充电电压U2等于或短时高于充满电压U0，不管直流电压U3高于或低于充满电压U0，此时第二开关控制电路41输出第二控制信号S2，控制第二直流/直流控制电路42使其停止为储能电路33充电。上述控制方式仅为一个具体的例子，本实用新型对此不做限制，也可采用其他的控制方式为储能电路充电。

图4所示的发电系统的特点是采用太阳能板和纳米摩擦发电机同时为储能电路进行充电，其中纳米摩擦发电机收集波浪能、潮汐能，太阳能板收集太阳能，这两个高效率的系统叠加在一起，使整个系统的效率得以大幅度的提升。

图5为本实用新型提供的发电系统的又一实施例的电路原理示意图。如图5所示，该发电系统的发电装置除了包括上述纳米摩擦发电机及其相关部件以外，还包括太阳能板50；进一步的，储能装置包括：第一开关控制电路51、整流电路52、开关电路53、第二开关控制电路54、直流/直流控制电路55和储能电路56。

其中第一开关控制电路51与太阳能板50的输出端、纳米摩擦发电机10相连，第一开关控制电路51接收太阳能板50输出的直流电压U4，根据直流电压U4向纳米摩擦发电机10输出用于控制纳米摩擦发电机是否工作的控制信号S3。整流电路52与纳米摩擦发电机10的输出端相连，整流电路52接收纳米摩擦发电机10输出的交流脉冲电信号，对该交流脉冲电信号进行整流处理得到直流电压U5。开关电路53的控制端与太阳能板50的输出端相连，根据太阳能板50输出的直流电压U4控制开关电路53的输入/输出端与太阳能板50的输出端或整流电路52连通。如果开关电路53的输入/输出端与太阳能板50的输出端连通，那么开关电路53的输入/输出端输出的直流电压U6等于U4；如果开关电路53的输入/输出端与整流电路52连通，那么开关电路53的输入/输出端输出的直流电压U6等于U5。第二开关控制电路54与开关电路53的输入/输出端、直流/直流控制电路55和储能电路56相连，第二开关控制电路54接收开关电路53的输入/输出端输出的直流电压U6和储能电路56反馈的瞬时充电电压U7，根据直流电压U6和瞬时充电电压U7得到控制信号S4，将控制信号S4输出给直流/直流控制电路55。直流/直流控制电路55与开关电路53的输入/输出端、第二开关控制电路54和储能电路56相连，根据第二开关控制电路54输出的控制信号S4对开关电路53的输入/输出端输出的直流电压U6进行转换处理输出给储能电路56充电，得到瞬时充电电压U7。

该发电系统的工作原理是：当太阳光照射到太阳能板50上时，太阳能板50会将光能转换为直流电能，输出直流电压U4。开关电路53的控制端和第一开关控制电路51会同时接收到该直流电压U4，将直流电压U4与预先配置在开关电路53和第一开关控制电路51中的工作电压U’进行比较，如果U4大于或等于U’，开关电路53控制其输入/输出端与太阳能板50的输出端连通，与此同时第一开关控制电路51向纳米摩擦发电机10输出用于控制纳米摩擦发电机10停止工作的控制信号S3；如果U4小于U’，第一开关控制电路51向纳米摩擦发电机10输出用于控制纳米摩擦发电机10继续工作的控制信号S3，与此同时开关电路53控制其输入/输出端与整流电路52连通。第二开关控制电路54接收开关电路53的输入/输出端输出的直流电压U6和储能电路56反馈的瞬时充电电压U7后，将直流电压U6和瞬时充电电压U7分别与储能电路56的充满电压U0进行比较，如果直流电压U6高于充满电压U0且瞬时充电电压U7低于充满电压U0，此时第二开关控制电路54输出控制信号S4，控制直流/直流控制电路55将开关电路53的输入/输出端输出的直流电压U6进行降压处理，输出给储能电路56进行充电，得到瞬时充电电压U7；如果直流电压U6低于等于充满电压U0且瞬时充电电压U7低于充满电压U0，此时第二开关控制电路54输出控制信号S4，控制直流/直流控制电路55将直流电压U6进行升压处理，输出给储能电路56进行充电，得到瞬时充电电压U7；又如果瞬时充电电压U7等于或短时高于充满电压U0，不管直流电压U6高于或低于充满电压U0，此时第二开关控制电路54输出控制信号S4，控制直流/直流控制电路55使其停止为储能电路56充电。上述控制方式仅为一个具体的例子，本实用新型对此不做限制，也可采用其他的控制方式为储能电路充电。

可选地，储能电路56可以为锂离子电池、镍氢电池、铅酸电池或超级电容器等储能元件。

图5所示的发电系统的特点是采用太阳能板和纳米摩擦发电机交替为储能电路进行充电，其中纳米摩擦发电机收集波浪能、潮汐能，太阳能板收集太阳能。这种电路设计灵活，能够根据实际情况自动切换，在太阳能充足的情况下，采用太阳能板为储能电路进行充电，并且使纳米摩擦发电机停止工作，延长了纳米摩擦发电机及整流电路的使用寿命；在太阳能不足的情况下，采用纳米摩擦发电机为储能电路进行充电，大大提高了整个系统的发电效率。

下面将详细介绍发电系统中的纳米摩擦发电机的结构和工作原理。

纳米摩擦发电机的第一种结构如图6a和图6b所示。图6a和图6b分别示出了纳米摩擦发电机的第一种结构的立体结构示意图和剖面结构示意图。该纳米摩擦发电机包括：依次层叠设置的第一电极61，第一高分子聚合物绝缘层62，以及第二电极63。具体地，第一电极61设置在第一高分子聚合物绝缘层62的第一侧表面上；且第一高分子聚合物绝缘层62的第二侧表面与第二电极63的表面接触摩擦并在第二电极63和第一电极61处感应出电荷。因此，上述的第一电极61和第二电极63构成纳米摩擦发电机的两个输出端。

为了提高纳米摩擦发电机的发电能力，在第一高分子聚合物绝缘层62的第二侧表面（即相对第二电极63的面上）进一步设有微纳结构64。因此，当纳米摩擦发电机受到挤压时，第一高分子聚合物绝缘层62与第二电极63的相对表面能够更好地接触摩擦，并在第一电极61和第二电极63处感应出较多的电荷。由于上述的第二电极63主要用于与第一高分子聚合物绝缘层62摩擦，因此，第二电极63也可以称之为摩擦电极。

上述的微纳结构64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第一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，此时第一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），且其相对第二电极的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。

下面具体介绍一下图6a和图6b所示的纳米摩擦发电机的工作原理。当该纳米摩擦发电机的各层受到挤压时，纳米摩擦发电机中的第二电极63与第一高分子聚合物绝缘层62表面相互摩擦产生静电荷，静电荷的产生会使第一电极61和第二电极63之间的电容发生改变，从而导致第一电极61和第二电极63之间出现电势差。由于第一电极61和第二电极63作为纳米摩擦发电机的输出端与储能装置连接，储能装置构成纳米摩擦发电机的外电路，纳米摩擦发电机的两个输出端之间相当于被外电路连通。当该纳米摩擦发电机的各层恢复到原来状态时，这时形成在第一电极和第二电极之间的内电势消失，此时已平衡的第一电极和第二电极之间将再次产生反向的电势差。通过反复摩擦和恢复，就可以在外电路中形成周期性的交流脉冲电信号。

根据实用新型人的研究发现，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6a和图6b所示的纳米摩擦发电机中，第二电极由于需要作为摩擦电极（即金属）与第一高分子聚合物进行摩擦，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。第一电极由于不需要进行摩擦，因此，除了可以选用上述罗列的第二电极的材料之外，其他能够制作电极的材料也可以应用，也就是说，第一电极除了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、铌合金或钽合金之外，还可以选自铟锡氧化物、石墨烯、银纳米线膜等非金属材料。

在图6a所示的结构中，第一高分子聚合物绝缘层与第二电极是正对贴合，并通过外侧边缘的胶布粘贴在一起的，但本实用新型不仅限于此。第一高分子聚合物绝缘层与第二电极之间可以设置有多个弹性部件，例如弹簧，这些弹簧分布在第一高分子聚合物绝缘层与第二电极的外侧边缘，用于形成第一高分子聚合物绝缘层与第二电极之间的弹性支撑臂。当外力作用于纳米摩擦发电机时，纳米摩擦发电机受到挤压，弹簧被压缩，使得第一高分子聚合物绝缘层与第二电极接触形成摩擦界面；当外力消失时，弹簧弹起，使得第一高分子聚合物绝缘层与第二电极分离，纳米摩擦发电机恢复到原来的状态。

纳米摩擦发电机的第二种结构如图7a和图7b所示。图7a和图7b分别示出了纳米摩擦发电机的第二种结构的立体结构示意图和剖面结构示意图。该纳米摩擦发电机包括：依次层叠设置的第一电极71，第一高分子聚合物绝缘层72，第二高分子聚合物绝缘层74以及第二电极73。具体地，第一电极71设置在第一高分子聚合物绝缘层72的第一侧表面上；第二电极73设置在第二高分子聚合物绝缘层74的第一侧表面上；其中，第一高分子聚合物绝缘层72的第二侧表面与第二高分子聚合物绝缘层74的第二侧表面接触摩擦并在第一电极71和第二电极73处感应出电荷。其中，第一电极71和第二电极73构成纳米摩擦发电机的两个输出端。

为了提高纳米摩擦发电机的发电能力，第一高分子聚合物绝缘层72和第二高分子聚合物绝缘层74相对设置的两个面中的至少一个面上设有微纳结构。在图7b中，第一高分子聚合物绝缘层72的面上设有微纳结构75。因此，当纳米摩擦发电机受到挤压时，第一高分子聚合物绝缘层72与第二高分子聚合物绝缘层74的相对表面能够更好地接触摩擦，并在第一电极71和第二电极73处感应出较多的电荷。上述的微纳结构可参照上文的描述，此处不再赘述。

图7a和图7b所示的纳米摩擦发电机的工作原理与图6a和图6b所示的纳米摩擦发电机的工作原理类似。区别仅在于，当图7a和图7b所示的纳米摩擦发电机的各层受到挤压时，是由第一高分子聚合物绝缘层72与第二高分子聚合物绝缘层74的表面相互摩擦来产生静电荷的。因此，关于图7a和图7b所示的纳米摩擦发电机的工作原理此处不再赘述。

图7a和图7b所示的纳米摩擦发电机主要通过聚合物（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，第一电极和第二电极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。上述两种结构中，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、丙烯腈氯乙烯薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸盐薄膜中的一种。其中，在第二种结构中，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。

在图7a所示的结构中，第一高分子聚合物绝缘层72与第二高分子聚合物绝缘层74是正对贴合，并通过外侧边缘的胶布粘贴在一起的，但本实用新型不仅限于此。第一高分子聚合物绝缘层72与第二高分子聚合物绝缘层74之间可以设置有多个弹性部件，图7c示出了纳米摩擦发电机的第二种结构的具有弹性部件作为支撑臂的立体结构示意图，如图7c所示，弹性部件可选为弹簧70，这些弹簧70分布在第一高分子聚合物绝缘层72与第二高分子聚合物绝缘层74的外侧边缘，用于形成第一高分子聚合物绝缘层72与第二高分子聚合物绝缘层74之间的弹性支撑臂。当外力作用于纳米摩擦发电机时，纳米摩擦发电机受到挤压，弹簧70被压缩，使得第一高分子聚合物绝缘层72与第二高分子聚合物绝缘层74接触形成摩擦界面；当外力消失时，弹簧70弹起，使得第一高分子聚合物绝缘层72与第二高分子聚合物绝缘层74分离，纳米摩擦发电机恢复到原来的状态。

除了上述两种结构外，纳米摩擦发电机还可以采用第三种结构实现，如图8a和图8b所示。图8a和图8b分别示出了纳米摩擦发电机的第三种结构的立体结构示意图和剖面结构示意图。从图中可以看出，第三种结构在第二种结构的基础上增加了一个居间薄膜层，即：第三种结构的纳米摩擦发电机包括依次层叠设置的第一电极81、第一高分子聚合物绝缘层82、居间薄膜层80、第二高分子聚合物绝缘层84以及第二电极83。具体地，第一电极81设置在第一高分子聚合物绝缘层82的第一侧表面上；第二电极83设置在第二高分子聚合物绝缘层84的第一侧表面上，且居间薄膜层80设置在第一高分子聚合物绝缘层82的第二侧表面和第二高分子聚合物绝缘层84的第二侧表面之间。其中，所述居间薄膜层80和第一高分子聚合物绝缘层82相对设置的两个面中的至少一个面上设有微纳结构85，和/或所述居间薄膜层80和第二高分子聚合物绝缘层84相对设置的两个面中的至少一个面上设有微纳结构85，关于微纳结构85的具体设置方式可参照上文描述，此处不再赘述。

图8a和图8b所示的纳米摩擦发电机的材质可以参照前述的第二种结构的纳米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，所述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，所述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，使本实用新型的制作更加方便。

在图8a和图8b所示的实现方式中，居间薄膜层80是一层聚合物膜，因此实质上与图7a和图7b所示的实现方式类似，仍然是通过聚合物（居间薄膜层）和聚合物（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。

如果在居间薄膜层和第一高分子聚合物绝缘层相对设置的两个面中的至少一个面上设有微纳结构，在图8a所示的结构中，第一高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层是正对贴合，并通过外侧边缘的胶布粘贴在一起的，但本实用新型不仅限于此。第一高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层之间可以设置有多个弹性部件，例如弹簧，这些弹簧分布在第一高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层的外侧边缘，用于形成第一高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层之间的弹性支撑臂。当外力作用于纳米摩擦发电机时，纳米摩擦发电机受到挤压，弹簧被压缩，使得第一高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层接触形成摩擦界面；当外力消失时，弹簧弹起，使得第一高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层分离，纳米摩擦发电机恢复到原来的状态。

如果在居间薄膜层和第二高分子聚合物绝缘层相对设置的两个面中的至少一个面上设有微纳结构，在图8a所示的结构中，第二高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层是正对贴合，并通过外侧边缘的胶布粘贴在一起的，但本实用新型不仅限于此。第二高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层之间可以设置有多个弹性部件，例如弹簧，这些弹簧分布在第二高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层的外侧边缘，用于形成第二高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层之间的弹性支撑臂。当外力作用于纳米摩擦发电机时，纳米摩擦发电机受到挤压，弹簧被压缩，使得第二高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层接触形成摩擦界面；当外力消失时，弹簧弹起，使得第二高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层分离，纳米摩擦发电机恢复到原来的状态。

可选地，弹性部件可以同时设置在居间薄膜层与第一高分子聚合物绝缘层、居间薄膜层与第二高分子聚合物绝缘层之间。

另外，纳米摩擦发电机还可以采用第四种结构来实现，如图9a和图9b所示，包括:依次层叠设置的第一电极91，第一高分子聚合物绝缘层92，居间电极层90，第二高分子聚合物绝缘层94和第二电极93；其中，第一电极91设置在第一高分子聚合物绝缘层92的第一侧表面上；第二电极93设置在第二高分子聚合物绝缘层94的第一侧表面上，居间电极层90设置在第一高分子聚合物绝缘层92的第二侧表面与第二高分子聚合物绝缘层94的第二侧表面之间。其中，第一高分子聚合物绝缘层92相对居间电极层90的面和居间电极层90相对第一高分子聚合物绝缘层92的面中的至少一个面上设置有微纳结构（图未示）；和/或，第二高分子聚合物绝缘层94相对居间电极层90的面和居间电极层90相对第二高分子聚合物绝缘层94的面中的至少一个面上设置有微纳结构（图未示）。在这种方式中，通过居间电极层90与第一高分子聚合物绝缘层92和第二高分子聚合物绝缘层94之间摩擦产生静电荷，由此将在居间电极层90与第一电极91和第二电极93之间产生电势差，此时，第一电极91和第二电极93串联为纳米摩擦发电机的一个输出端；居间电极层90为纳米摩擦发电机的另一个输出端。

在图9a和图9b所示的结构中，第一高分子聚合物绝缘层、第二高分子聚合物绝缘层、第一电极和第二电极的材质可以参照前述的第二种结构的纳米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。

如果第一高分子聚合物绝缘层相对居间电极层的面和居间电极层相对第一高分子聚合物绝缘层的面中的至少一个面上设置有微纳结构，在图9a所示的结构中，第一高分子聚合物绝缘层与居间电极层是正对贴合，并通过外侧边缘的胶布粘贴在一起的，但本实用新型不仅限于此。第一高分子聚合物绝缘层与居间电极层之间可以设置有多个弹性部件，例如弹簧，这些弹簧分布在第一高分子聚合物绝缘层与居间电极层的外侧边缘，用于形成第一高分子聚合物绝缘层与居间电极层之间的弹性支撑臂。当外力作用于纳米摩擦发电机时，纳米摩擦发电机受到挤压，弹簧被压缩，使得第一高分子聚合物绝缘层与居间电极层接触形成摩擦界面；当外力消失时，弹簧弹起，使得第一高分子聚合物绝缘层与居间电极层分离，纳米摩擦发电机恢复到原来的状态。

如果第二高分子聚合物绝缘层相对居间电极层的面和居间电极层相对第二高分子聚合物绝缘层的面中的至少一个面上设置有微纳结构，在图9a所示的结构中，第二高分子聚合物绝缘层与居间电极层是正对贴合，并通过外侧边缘的胶布粘贴在一起的，但本实用新型不仅限于此。第二高分子聚合物绝缘层与居间电极层之间可以设置有多个弹性部件，例如弹簧，这些弹簧分布在第二高分子聚合物绝缘层与居间电极层的外侧边缘，用于形成第二高分子聚合物绝缘层与居间电极层之间的弹性支撑臂。当外力作用于纳米摩擦发电机时，纳米摩擦发电机受到挤压，弹簧被压缩，使得第二高分子聚合物绝缘层与居间电极层接触形成摩擦界面；当外力消失时，弹簧弹起，使得第二高分子聚合物绝缘层与居间电极层分离，纳米摩擦发电机恢复到原来的状态。

可选地，弹性部件可以同时设置在居间电极层与第一高分子聚合物绝缘层、居间电极层与第二高分子聚合物绝缘层之间。

本实用新型提供的采用纳米摩擦发电机的波浪能、潮汐能发电系统及其与太阳能组合的发电系统实现了波浪能、潮汐能和太阳能的多重收集利用，这不仅节约了能源，而且清洁环保，保护了环境。对于采用纳米摩擦发电机的波浪能、潮汐能发电系统，由于纳米摩擦发电机本身的发电效率很高，而使整个波浪能、潮汐能发电系统有很高的发电效率，再加上高效的设计结构，实现了一个最佳的发电效率。

本实用新型采用纳米摩擦发电机的波浪能、潮汐能发电系统的结构可以设计成多种形式，可以根据应用场所的不同选择不同的结构设计，扩大了波浪能、潮汐能发电系统的应用范围。

本实用新型提供的发电系统实现了纳米摩擦发电机收集波浪能发电、潮汐能发电与太阳能发电的结合，多个高效率的子系统的叠加，使整个系统的效率得到大幅度的提高。另外还提供了一种储能装置，该储能装置设计灵活，能自动进行切换，不仅可以同时储存纳米摩擦发电机收集波浪能、潮汐能所发的电与太阳能发的电，还可以交替储存纳米摩擦发电机收集波浪能、潮汐能所发的电与太阳能发的电，操作简单。

本实用新型提供的发电系统中将纳米摩擦发电机设置于壳体中，壳体是一个封闭的结构，可以防止海水腐蚀纳米摩擦发电机和电路等内部部件，使得发电系统实现长寿命发电。

本领域技术人员可以理解，虽然上述说明中，为便于理解，对方法的步骤采用了顺序性描述，但是应当指出，对于上述步骤的顺序并不作严格限制。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

还可以理解的是，附图或实施例中所示的装置结构仅仅是示意性的，表示逻辑结构。其中作为分离部件显示的模块可能是或者可能不是物理上分开的，作为模块显示的部件可能是或者可能不是物理模块。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (20)

1.一种发电系统，其特征在于，包括：发电装置和储能装置，其中，

所述发电装置包括：具有至少一个空腔的外壳，所述外壳的纵剖面为波浪形状，且所述外壳的每个空腔容纳至少一个纳米摩擦发电机；

所述储能装置，与所述至少一个纳米摩擦发电机的输出端相连。

2.如权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述外壳进一步包括：多个壳体，每相邻的两个壳体之间通过固定部件固定连接且呈第一预设角度，其中，每个壳体内部具有至少一个空腔。

3.如权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述固定部件为铰链、螺栓和/或合页。

4.如权利要求1所述的发电系统，其特征在于，每个空腔内的纳米摩擦发电机与所述空腔的至少一个内壁固定。

5.如权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述外壳与水平面之间呈第二预设角度。

6.如权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述纳米摩擦发电机的表面设置有防护垫片，或者，所述纳米摩擦发电机的表面为塑封表面。

7.根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述储能装置包括：整流电路、第一开关控制电路、第一直流/直流控制电路以及储能电路；

所述整流电路与所述至少一个纳米摩擦发电机的输出端相连，接收所述至少一个纳米摩擦发电机输出的交流脉冲电信号并对所述交流脉冲电信号进行整流处理得到直流电压；

所述第一开关控制电路与所述整流电路、所述第一直流/直流控制电路和所述储能电路相连，接收所述整流电路输出的直流电压和所述储能电路反馈的瞬时充电电压，根据所述整流电路输出的直流电压和所述储能电路反馈的瞬时充电电压得到第一控制信号，将所述第一控制信号输出给所述第一直流/直流控制电路；

所述第一直流/直流控制电路与所述整流电路、所述第一开关控制电路和所述储能电路相连，根据所述第一开关控制电路输出的第一控制信号对所述整流电路输出的直流电压进行转换处理输出给所述储能电路充电，得到瞬时充电电压。

8.根据权利要求7所述的发电系统，其特征在于，所述发电装置还包括：太阳能板；所述储能装置还包括：第二开关控制电路和第二直流/直流控制电路；

所述第二开关控制电路与所述太阳能板的输出端、所述第二直流/直流控制电路和所述储能电路相连，接收所述太阳能板输出的直流电压和所述储能电路反馈的瞬时充电电压，根据所述太阳能板输出的直流电压和所述储能电路反馈的瞬时充电电压得到第二控制信号，将所述第二控制信号输出给所述第二直流/直流控制电路；

所述第二直流/直流控制电路与所述太阳能板的输出端、所述第二开关控制电路和所述储能电路相连，根据所述第二开关控制电路输出的第二控制信号对所述太阳能板输出的直流电压进行转换处理输出给所述储能电路充电，得到瞬时充电电压。

9.根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述发电装置还包括：太阳能板；所述储能装置包括：第一开关控制电路、整流电路、开关电路、第二开关控制电路、直流/直流控制电路和储能电路；

所述第一开关控制电路与所述太阳能板的输出端和所述至少一个纳米摩擦发电机相连，接收所述太阳能板输出的直流电压，根据所述太阳能板输出的直流电压向所述至少一个纳米摩擦发电机输出用于控制纳米摩擦发电机是否工作的控制信号；

所述整流电路与所述至少一个纳米摩擦发电机的输出端相连，接收所述至少一个纳米摩擦发电机输出的交流脉冲电信号并对所述交流脉冲信号进行整流处理得到直流电压；

所述开关电路的控制端与所述太阳能板的输出端相连，根据所述太阳能板输出的直流电压控制所述开关电路的输入/输出端与所述太阳能板的输出端或所述整流电路连通；

所述第二开关控制电路与所述开关电路的输入/输出端、所述直流/直流控制电路和所述储能电路相连，接收所述开关电路的输入/输出端输出的直流电压和所述储能电路反馈的瞬时充电电压，根据所述开关电路的输入/输出端输出的直流电压和所述储能电路反馈的瞬时充电电压得到控制信号，将所述控制信号输出给所述直流/直流控制电路；

所述直流/直流控制电路与所述开关电路的输入/输出端、所述第二开关控制电路和所述储能电路相连，根据所述第二开关控制电路输出的控制信号对所述开关电路的输入/输出端输出的直流电压进行转换处理输出给所述储能电路充电，得到瞬时充电电压。

10.根据权利要求7或8或9所述的发电系统，其特征在于，所述储能电路为锂离子电池、镍氢电池、铅酸电池或超级电容器。

11.根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述纳米摩擦发电机包括：依次层叠设置的第一电极，第一高分子聚合物绝缘层，以及第二电极；其中，所述第一电极设置在所述第一高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上；且所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面朝向所述第二电极设置，所述第一电极和第二电极构成所述纳米摩擦发电机的输出端。

12.根据权利要求11所述的发电系统，其特征在于，所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面上设有微纳结构。

13.根据权利要求12所述的发电系统，其特征在于，所述第一高分子聚合物绝缘层与所述第二电极之间设置有多个弹性部件，所述弹性部件用于在外力的作用下控制所述第一高分子聚合物绝缘层与所述第二电极接触和分离。

14.根据权利要求13所述的发电系统，其特征在于，所述纳米摩擦发电机进一步包括：设置在所述第二电极和所述第一高分子聚合物绝缘层之间的第二高分子聚合物绝缘层，所述第二电极设置在所述第二高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上；且所述第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面与所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面相对设置。

15.根据权利要求14所述的发电系统，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相对设置的两个面中的至少一个面上设有微纳结构。

16.根据权利要求15所述的发电系统，其特征在于，所述第一高分子聚合物绝缘层与所述第二高分子聚合物绝缘层之间设置有多个弹性部件，所述弹性部件用于在外力的作用下控制所述第一高分子聚合物绝缘层与所述第二高分子聚合物绝缘层接触和分离。

17.根据权利要求14所述的发电系统，其特征在于，所述纳米摩擦发电机进一步包括：设置在所述第一高分子聚合物绝缘层和所述第二高分子聚合物绝缘层之间的居间薄膜层，其中，所述居间薄膜层为聚合物薄膜层，且所述第一高分子聚合物绝缘层相对所述居间薄膜层的面和居间薄膜层相对于第一高分子聚合物绝缘层的面中的至少一个面上和/或所述第二高分子聚合物绝缘层相对所述居间薄膜层的面和居间薄膜层相对第二高分子聚合物绝缘层的面中的至少一个面上设有微纳结构。

18.根据权利要求17所述的发电系统，其特征在于，所述第一高分子聚合物绝缘层和所述居间薄膜层之间设置有多个弹性部件，该弹性部件用于在外力的作用下控制所述第一高分子聚合物绝缘层和所述居间薄膜层接触和分离；

和/或，所述第二高分子聚合物绝缘层和所述居间薄膜层之间设置有多个弹性部件，该弹性部件用于在外力的作用下控制所述第二高分子聚合物绝缘层和所述居间薄膜层接触和分离。

19.根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述纳米摩擦发电机包括：依次层叠设置的第一电极，第一高分子聚合物绝缘层，居间电极层，第二高分子聚合物绝缘层以及第二电极；其中，所述第一电极设置在所述第一高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上；所述第二电极设置在所述第二高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上，所述居间电极层设置在所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面与所述第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面之间，且所述第一高分子聚合物绝缘层相对所述居间电极层的面和居间电极层相对于第一高分子聚合物绝缘层的面中的至少一个面上和/或所述第二高分子聚合物绝缘层相对所述居间电极层的面和居间电极层相对第二高分子聚合物绝缘层的面中的至少一个面上设有微纳结构，所述第一电极和第二电极相连后与所述居间电极层构成所述纳米摩擦发电机的输出端。

20.根据权利要求19所述的发电系统，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之间设置有多个弹性部件，该弹性部件用于在外力的作用下控制所述第一高分子聚合物绝缘层和所述居间电极层接触和分离；

和/或，所述第二高分子聚合物绝缘层和所述居间电极层之间设置有多个弹性部件，该弹性部件用于在外力的作用下控制所述第二高分子聚合物绝缘层和所述居间电极层接触和分离。

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