CN205287550U - 一种利用振动能量压电发电的塑胶篮球场 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种利用振动能量压电发电的塑胶篮球场。包括铺设于地基的底胶层，底胶层上设置一层弹性层，弹性层上均匀设置多个压电片，压电片之间通过导线混联后与外部功率调理电路相连，功率调理电路用于调整和转换压电片变形产生的电能，功率调理电路最后与储能电路或最终用电负载相连，压电片与弹性层的接触面是一层很薄的粘合层，压电片上铺设一层面胶层。本实用新型只用对铺设于篮球场的塑胶结构层进行简单的改造，将压电发电装置铺设于塑胶内，利用篮球运动员和篮球对塑胶产生的振动来发电，将获得的电能作为电力供应加以存储与利用。本实用新型结构简单，变废为宝，达到节能环保要求，这对于可再生的清洁能源具有巨大的研究和应用前景，具有显著地社会价值和经济价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及能量采集发电领域，具体涉及一种利用振动能量压电发电的塑胶篮球场。
背景技术
随着对绿色环保能源需求的加大及新型高效能源的快速发展，近几十年来,利用压电材料将环境中的机械能转换为电能的研究越来越受人们的重视，国内外许多科学家对压电材料的实验研究都已经证明压电材料有着广泛的用途，对压电材料特性的研究和发电能力的研究与探讨也已经获得了实质性的效果这些为实现压电材料发电在实际中的应用打下了坚实的基础。压电材料因其具有优良的机电转换特性，成为撷取环境机械能获得电能的重要方法。压电发电装置具有结构简单、不发热、无电磁干扰、易于加工制作和实现微小化、集成化等特点，因此利用压电发电装置发电已成为一个新的研究热点，进而振动能量的收集日益引起人们的关注。其实，能量无处不在。我们每天跑步、跳跃、行走、活动，不断产生机械振动能，而这些能量如果不加以收集起来加以利用就会白白的浪费掉。压电发电技术瞄准的正是这些不起眼的能量，将其收集起来有效利用，变废为宝。
发明内容
本实用新型的目的在于提供了一种通过收集振动能量来压力发电的塑胶篮球场，有效的将塑胶篮球场上被忽视的振动能量转化为电能储存并利用起来，提供了一种新的电力供应途径。
为实现上述目的，本实用新型采取如下方案：一种利用振动能量压电发电的的塑胶篮球场，包括铺设于地基的底胶层，底胶层上设置一层弹性层，弹性层上均匀设置多个压电片，压电片与弹性层的接触面是一层很薄的粘合层，压电片上铺设一层面胶层。压电片之间通过导线并联后与外部功率调理电路相连，功率调理电路用于调整和转换压电发电产生的电能，功率调理电路最后与储能电路或最终用电负载相连。
上述的压电片是固定在弹性层上面的，压电片与弹性层接触面的粘合层是一种强力粘合剂，粘合层面积大小和压电片固定面面积大小相当。
上述压电片之间采用平面阵式并联。
上述的功率调理电路由三倍压整流电路构成。
上述的储能电路由一个超级电容和可充电电池铿电池组成。
本实用新型的积极效果在于：1、利用振动能量压电发电的的塑胶篮球场，只用对铺设于篮球场的塑胶结构层进行简单的改造，将压电发电装置铺设于塑胶内，利用篮球运动员和篮球对塑胶产生的振动来发电，将获得的电能作为电力供应加以存储与利用。2、利用振动能量压电发电的的塑胶篮球场，有效的将生活中被忽视、浪费的振动能量转变对人类有用电能，节能环保，这对于可再生的清洁能源具有巨大的研究和应用前景，具有显著地社会意义和经济意义。
附图说明
图1是塑胶篮球场塑胶铺设结构示意图。
图2是压电片安装结构示意图。
图3是压电片受力后状态图。
图4是压电发电系统电路图。
附图中：1-地基，2-底胶层，3-弹性层，4-压电片，5-面胶层，6-粘合层，7-压电片组。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型进行说明。
本实用新型提供了一种利用振动能量压电发电的的塑胶篮球场，其塑胶铺设的结构如图1所示，在地基5上铺设一层底胶层4，底胶层上设置一层弹性层3，弹性层3上均匀设置多个压电片2，然后在压电片2上面铺设一层面胶层1，即构成了一套完整的压电发电装置。这样当篮球运动员以及篮球在塑胶面上运动时，压电片2会受力变形，产生电荷，然后通过已设计好的电路将此能量采集储存起来或者用于负载。
压电片2在塑胶内的安装如图2所示，在弹性层3与每个压电片2的接触面中间均匀涂抹一层面积与单个压电片2面积大小相当的粘合剂，粘合层6厚度很薄，用于将每个压电片2固定在弹性层3上。一是有利于当塑胶面受到外力时压电片2能够很好地随弹性层3一起发生形变，二是避免在铺设面胶层1时对压电片2的安装位置的影响。当压电片2受到外力作用时，压电片2随弹性层3发生形变，产生电能，当外力撤去后，压电片2在弹性层3的作用下恢复原貌，这个过程重复进行就会不断产生电能。当篮球运动员与篮球在塑胶面上运动时，会对塑胶面产生不同大小方向的力，此时该处受外力F时弹性层3和压电片2会发生形变如图3所示，由于有弹性层3的存在，压电片2受力处会向下凹下去产生一定的形变量，从而产生电能。
如图4所示，该图为实用新型一种利用振动能量压电发电的的塑胶篮球场的压电发电的系统电路图，在压电材料的选择上选择机电祸合系数较大的压电片，压电片2的线路连接方式选择平面阵式并联，上述的选择都有利于电能的输出。压电片2通过导线并联连接构成压电片组7，压电片组7受力发生形变产生电能，由于压电片组7在交变的外力或有规则的冲击作用下，其电压和电流都呈现交变特性，无法直接被利用，必须通过整流，于是当压电片组7产生电能后外接一个功率调理电路，用于调整和转换压电发电产生的电能。功率调理电路是一个三倍压整流电路，与其他整流电路相比，三倍压整流电路除了起到整流的作用，更能提高能量的传输效率。整流后对转换后的电能进行储存，图4电路图中储存电路用到了超级电容Cd和充电电池铿电池,超级电容具有容量大、寿命长、过电压不击穿和自由状态下不漏电充放电效率高等优点，代替普通电容作为一种连续的、稳定的电源对压电发电产生的电能进行初级采集，当超级电容的电荷累计到一定的程度即可对可充电电池铿电池进行充电，铿电池具有能量密度高、生命周期长和容量保持性好的特点，适合作为第二级的能量存储，储存起来的电能能随时供应给用电负载。
Claims (4)
1.一种利用振动能量压电发电的塑胶篮球场，其特征在于，包括铺设于地基的底胶层，底胶层上设置一层弹性层，弹性层上均匀设置多个压电片，压电片之间通过导线并联后与外部功率调理电路相连，功率调理电路用于调整和转换压电片变形产生的电能，功率调理电路最后与储能电路或最终用电负载相连，压电片与弹性层的接触面是一层很薄的粘合层，压电片上铺设一层面胶层。
2.根据权利要求1所述的一种利用振动能量压电发电的塑胶篮球场，其特征在于，压电片与弹性层接触面的粘合层是一种强力粘合剂，压电片是通过粘合剂固定在弹性层上面的，粘合层面积大小和压电片固定面面积大小相当。
3.根据权利要求1所述的一种利用振动能量压电发电的塑胶篮球场，其特征在于，上述的功率调理电路由三倍压整流电路构成。
4.根据权利要求1所述的一种利用振动能量压电发电的塑胶篮球场，其特征在于，上述的储能电路由一个超级电容和可充电电池铿电池组成。
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| CN106787942A (zh) * | 2016-12-05 | 2017-05-31 | 大连民族大学 | 一种运动场地发电装置及发电方法 |
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| CN106787942B (zh) * | 2016-12-05 | 2019-11-15 | 大连民族大学 | 一种运动场地发电装置及发电方法 |
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