CN205566135U - 发电气球 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种发电气球，包括：气球本体；与气球本体相连的球柄本体；设置于气球本体上的发电部件，发电部件在风力作用下发生形变时，输出脉冲电流；设置于球柄本体内的储能电路模块，以对发电部件输出的脉冲电流进行储存。该发电气球可以通过发电部件发电，提高了清洁能源的利用率，具有结构简单、使用方便、能源利用率高、成本低和环保等优点。

Description

发电气球

技术领域

本实用新型涉及发电设备技术领域，特别涉及一种发电气球。

背景技术

目前，节能减排、清洁能源的使用越来越受到全球和全社会的重视，而提高清洁能源的利用率是解决能源问题的一个重要方面。

然而，利用太阳能、风能等进行发电的设备多为专业设备，不仅造价高昂，而且结构复杂、体积庞大，不具备灵活布置、快速部署的可能性，因此无法充分利用这类清洁能源，从而提高利用率，有待改进。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的目的在于提出一种发电气球，该发电气球可以提高清洁能源的利用率，简单易实现。

为达到上述目的，本实用新型提出了一种发电气球，包括：

气球本体；

与所述气球本体相连的球柄本体；

设置于所述气球本体上的发电部件，所述发电部件在风力作用下发生形变时，输出脉冲电流；

设置于所述球柄本体内的储能电路模块，以对所述发电部件输出的脉冲电流进行储存。

进一步地，所述储能电路模块包括：

整流电路，所述整流电路的输入端与所述发电部件相连；

滤波电路，所述滤波电路的输入端与所述整流电路的输出端相连；

稳压电路，所述稳压电路的输入端与所述滤波电路的输出端相连；以及

变压电路，所述变压电路的输入端与所述稳压电路的输出端相连，并且所述变压电路的输出端与所述储能模块相连；

储能模块，所述储能模块的输入端与所述变压电路的输出端相连。

进一步地，所述发电气球还包括：

设置于所述气球本体上的太阳能薄膜电池，所述太阳能薄膜电池与所述储能电路模块相连。

进一步地，所述发电气球还包括：

设置于圆环状的气球本体的内侧的支撑架，所述储能电路模块通过所述支撑架与所述发电部件相连；

设置于所述气球本体上的偏航板，用于调整气球方向。

进一步地，所述发电气球还包括：

设置于所述气球本体上的充放气阀；

与所述球柄本体相连的固定件。

可选地，所述固定件可以为电缆。

进一步地，所述发电部件包括至少一个摩擦发电机和/或至少一个压电发电机。

进一步地，所述摩擦发电机的类型包括三层结构摩擦发电机、四层结构摩擦发电机或五层结构摩擦发电机中的一种或多种。

进一步地，所述摩擦发电机至少包含构成摩擦界面的两个表面，并且所述摩擦发电机至少具有构成信号输出端的两个电极。

进一步地，所述构成摩擦界面的两个表面中的至少一个表面上设有微纳结构。

根据本实用新型提出的发电气球，通过发电部件发生形变生成脉冲电流，进而对脉冲电流进行处理，实现对储能模块充电，提高了清洁能源的利用率，具有结构简单、使用方便、能源利用率高、成本低和环保等优点，尤其适用于电源供应不便的野外和偏远地区小型设备的持续供电，从而具备灵活布置、快速部署的可能性，达到充分利用能源的目的。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本实用新型一个实施例一的发电气球的结构示意图；

图2为根据本实用新型一个实施例一的功能模块的结构示意图；

图3为根据本实用新型一个实施例一的储能电路模块的结构示意图；

图4为根据本实用新型一个实施例一的电缆的结构示意图；

图5为根据本实用新型一个实施例二的发电气球的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参照附图描述对本实用新型实施例的发电气球进行详细描述。图1为根据本实用新型实施例一的发电气球的结构示意图。该发电气球包括：气球本体1、球柄本体2、发电部件3、储能电路模块4。

其中，结合图1和图2所示，球柄本体2与气球本体1相连。发电部件3设置于气球本体1上，在发电部件3在风力作用下发生形变时，发电部件3输出脉冲电流。储能电路模块4设置于球柄本体2内，以对发电部件3输出的脉冲电流进行储存。本实用新型实施例的发电气球可以利用风能进行发电，提高了清洁能源的利用率，具有结构简单、使用方便、能源利用率高、成本低和环保等优点。

具体而言，气球本体1可以为现有技术中的气球，本领域技术人员可根据需要进行选择，此处不做限定。发电部件3可以设置在气球本体1的表面。储能电路模块4可以设置在气球本体1下端的球柄本体2内。

在一个示例中，在气球本体1的表面设置有魔术贴的毛面，用于粘贴发电部件3。本实用新型的实施例中，气球的形状仅代表一种实施例，本领域技术人员可根据需要进行设定，此处不做限定。

进一步地，如图1所示，本实用新型实施例的发电气球还包括：充放气阀5和固定件6。其中，充放气阀5设置于气球本体1上，充放气阀5用于与气源设备连接，对气球进行充放气。固定件6与球柄本体2相连，固定件6用于固定气球。

具体而言，球柄本体2两端可以均设置有卡扣，用于与气球本体1和固定件6连接。球柄本体2设置有电源输入接口和电源输出接口，电源输入接口用于与发电部件3的输出接口连接，电源输出接口用于外部用电设备连接。

在一个示例中，固定件6与球柄本体2下端连接，用于发电气球的地面端固定，固定件6可以为绳、杆等，此处不做限定。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，发电部件3包括至少一个摩擦发电机和/或至少一个压电发电机。

其中，在本实用新型的一个实施例中，摩擦发电机的类型包括三层结构摩擦发电机、四层结构摩擦发电机或五层结构摩擦发电机中的一种或多种，摩擦发电机至少包含构成摩擦界面的两个表面，并且摩擦发电机至少具有构成信号输出端的两个电极，可选地，构成摩擦界面的两个表面中的至少一个表面上设有微纳结构，本实施例对此不作限定，举例说明如下：

作为一个示例，三层结构摩擦发电机包括：依次层叠设置的第一电极层，第一高分子聚合物绝缘层以及摩擦电极层。其中，第一高分子聚合物绝缘层与摩擦电极层相对的两个表面构成摩擦界面；第一电极层和摩擦电极层为摩擦发电机的输出端；可选地，第一高分子聚合物绝缘层和摩擦电极层相对设置的两个面中的至少一个面上设置有微纳结构。

作为一个示例，四层结构的摩擦发电机包括：依次层叠设置的第一电极层、第一高分子聚合物绝缘层、第二高分子聚合物绝缘层以及第二电极层。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相对的两个表面构成摩擦界面；第一电极层和第二电极层为摩擦发电机的输出端。可选地，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置有微纳结构。

作为一个示例，五层结构的摩擦发电机包括：依次层叠设置的第一电极层、第一高分子聚合物绝缘层、居间薄膜层、第二高分子聚合物绝缘层以及第二电极层。其中，第一高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层和/或第二高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层相对的两个表面构成摩擦界面。可选地，第一高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层和/或第二高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层相对设置的两个表面中的至少一个面上设置有微纳结构。

作为另一个示例，五层结构的摩擦发电机包括：依次层叠设置的第一电极层、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层。其中，第一高分子聚合物绝缘层与居间电极层和/或第二高分子聚合物绝缘层与居间电极层相对的两个表面构成摩擦界面。可选地，第一高分子聚合物绝缘层与居间电极层和/或第二高分子聚合物绝缘层与居间电极层相对设置的两个表面中的至少一个面上设置有微纳结构。

也就是说，发电部件3包括至少一个摩擦发电机、或至少一个压电发电机、或至少一个摩擦发电机和至少一个压电发电机。摩擦发电机可以采用三层结构、四层结构或五层结构，压电发电机可以为氧化锌、PZT、PVDF等压电材料制作的压电发电机。在摩擦发电机、或压电发电机、或摩擦发电机和压电发电机的封装层的一侧设置有魔术贴的勾面，用于使发电机部件3能够粘贴在气球本体1的表面，一旦气球随风摆动时，气球本体1会发生形变，进而发电部件3随之发生形变，发电部件3将外部机械能以交流脉冲电的形式输出。

具体地，在本实用新型的一个实施例中，储能电路模块4还用于将发电部件3产生的电能即输出的脉冲电流进行处理，如图3所示，储能电路模块4包括：整流电路41、滤波电路42、稳压电路43、变压电路44和储能模块45。

其中，整流电路41的输入端与发电部件3相连，整流电路41用于将发电部件3输出的交流的脉冲电流进行整流处理。滤波电路42的输入端与整流电路41的输出端相连，滤波电路42用于将整流电路41输出的单相脉动的直流电进行滤波。稳压电路43的输入端与滤波电路42的输出端相连，稳压电路43用于将滤波电路42输出的滤除杂波干扰后的直流电进行稳压。变压电路44的输入端与稳压电路43的输出端相连，变压电路44用于将稳压电路43输出的直流电进行变压。储能模块45的输入端与变压电路44的输出端相连，实现对发电部件3输出的脉冲电流的储存。

可以理解的是，储能模块45用于存储电能，其可以采用现有技术中的储能元件，如锂电池、超级电容等，此处不做限定。储能模块45可灵活拆卸，当电充满后既可直接为用电器供电，也可拆下作为电源为用电器供电。

另外，在本实用新型的一个实施例中，本实用新型实施例的发电气球还包括：太阳能薄膜电池7(图中未具体标识)。其中，太阳能薄膜电池7设置于气球本体1上，太阳能薄膜电池7与储能电路模块4相连。

具体而言，为提高发电气球对天气的适应性，提高能源利用效率，可在发电气球的气球本体1的顶部的一定区域内设置太阳能薄膜电池7，在四周区域设置摩擦发电机、或压电发电机、或摩擦发电机和压电发电机，使发电气球能够同时利用太阳能和风能进行发电。需要说明的是，虽然实施例以太阳能薄膜电池7为例，但是本领域技术人员应当理解的是，任何发电气球都可以通过与太阳能薄膜电池7类似的方式进行配置，以利用太阳能和风能共同发电。

可选地，在本实用新型的一个实施例中，如图4所示，固定件6也可以为电缆，用于发电气球的地面固定以及电能的输出。其中，电缆包括高强纤维层100、包带200、填充物300、绝缘体400和导体500。在电缆的一端设置有与高强纤维层100相连接的卡扣和与导体500相连的接口，该卡扣与球柄本体2远离气球一端的卡扣连接，该接口与设置在球柄本体2上的电源输出接口连接。

下面对实施例一的发电气球的工作原理进行详细的介绍。

在使用本实用新型实施例的发电气球时，若采用电缆作为固定件6，依次将未充气的气球本体1、球柄本体2、电缆对应的卡扣和接口连接；对气球本体1进行充气操作，同时将电缆远离气球本体1的一端进行固定并与地面设备进行电气连接；将发电部件3粘贴于气球本体1表面，将发电部件3与球柄本体2上的电源输入接口连接并放飞气球。该发电气球在空中受风力的作用发生形变，进而发电部件3随之发生形变，发电部件3将外部机械能以交流脉冲电的形式输出，该交流的脉冲电流经储能电路模块4处理并储存之后可以通过电缆输出给地面设备使用。

图5为根据本实用新型实施例二的发电气球的结构示意图。如图5所示，本实用新型实施例的发电气球与实施例一的发电气球的不同点在于，还包括：支撑架8和偏航板9。其中，支撑架8设置于圆环状的气球本体1的内侧，储能电路模块4通过支撑架8与发电部件3相连。偏航板9设置于气球本体1上，偏航板9用于调整气球方向。

举例而言，如图5所示，气球本体1为圆环状，在气球本体1的内侧圆表面可以设置有凹槽，本领域技术人员可根据需要对气球材料进行选择，此处不做限定。支撑架8可安装在凹槽内，支撑架8内侧有多个指向圆心的悬臂结构，悬臂结构顶端设置有接口，用于连接发电部件3，同时支撑架8上设置有总的输出接口，用于将发电部件3产生的电能输出。偏航板9设置在气球本体1的顶端，沿气球轴向设置，用于调整气球的方向，使其轴线方向与风向平行。

需要说明的是，发电部件3可以采用摩擦发电机、或压电发电机、或摩擦发电机和压电发电机，球柄本体2、固定件6如电缆、储能电路模块4、充放气阀5的结构及设置方式均与实施例一相同，在此不作赘述。

下面对实施例二的发电气球的工作原理进行详细的介绍。

在使用本实用新型实施例的发电气球时，若采用电缆作为固定件6，依次将未充气的气球本体1、球柄本体2、电缆对应的卡扣和接口连接；将支撑架8置于气球本体1内的圆凹槽内，对气球本体1进行充气操作，使支撑架8稳固嵌入凹槽，同时将电缆远离气球本体1的一端进行固定并与地面设备进行电气连接；将发电部件3与支撑架8上的悬臂结构接口连接，将支撑架8上总的输出接口与球柄本体2上的电源输入接口连接并放飞气球。该发电气球在空中时，在偏航板9的作用下，发电气球的轴线始终与风向保持平行，因此，当风从发电气球中间穿过时，发电部件3将风的动能转换为交流的脉冲电输出，该交流的脉冲电流经储能电路模块4处理并储存之后可以通过电缆输出给地面设备使用。

另外，在本实用新型的实施例中，本实用新型实施例的发电气球可携带如发光警示标识、空气质量监测装置、小型无线通讯装置等负载，从而适用于广告宣传、警示警戒、空气质量监测和通讯等领域，在此不作详细赘述。

根据本实用新型提出的发电气球，通过发电部件发生形变生成脉冲电流，进而对脉冲电流进行处理，实现对储能模块充电，不但可以利用风能进行发电，而且可以利用太阳能进行发电，提高了清洁能源的利用率，具有结构简单、使用方便、能源利用率高、成本低和环保等优点，尤其适用于电源供应不便的野外和偏远地区小型设备的持续供电，从而具备灵活布置、快速部署的可能性，达到充分利用能源的目的，以及适用于广告宣传、警示警戒、空气质量监测和通讯等领域。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种发电气球，其特征在于，包括：

气球本体；

与所述气球本体相连的球柄本体；

设置于所述气球本体上的发电部件，所述发电部件在风力作用下发生形变时，输出脉冲电流；

设置于所述球柄本体内的储能电路模块，以对所述发电部件输出的脉冲电流进行储存。

2.如权利要求1所述的发电气球，其特征在于，所述储能电路模块包括：

整流电路，所述整流电路的输入端与所述发电部件相连；

滤波电路，所述滤波电路的输入端与所述整流电路的输出端相连；

稳压电路，所述稳压电路的输入端与所述滤波电路的输出端相连；

变压电路，所述变压电路的输入端与所述稳压电路的输出端相连；以及

储能模块，所述储能模块的输入端与所述变压电路的输出端相连。

3.如权利要求1所述的发电气球，其特征在于，还包括：

设置于所述气球本体上的太阳能薄膜电池，所述太阳能薄膜电池与所述储能电路模块相连。

4.如权利要求1所述的发电气球，其特征在于，还包括：

设置于圆环状的气球本体的内侧的支撑架，所述储能电路模块通过所述支撑架与所述发电部件相连；

设置于所述气球本体上的偏航板，用于调整气球方向。

5.如权利要求1所述的发电气球，其特征在于，还包括：

设置于所述气球本体上的充放气阀；

与所述球柄本体相连的固定件。

6.如权利要求5所述的发电气球，其特征在于，所述固定件为电缆。

7.如权利要求1所述的发电气球，其特征在于，所述发电部件包括至少一个摩擦发电机和/或至少一个压电发电机。

8.如权利要求7所述的发电气球，其特征在于，所述摩擦发电机的类型包括三层结构摩擦发电机、四层结构摩擦发电机或五层结构摩擦发电机中的一种或多种。

9.如权利要求7所述的发电气球，其特征在于，所述摩擦发电机至少包含构成摩擦界面的两个表面，并且所述摩擦发电机至少具有构成信号输出端的两个电极。

10.如权利要求9所述的发电气球，其特征在于，所述构成摩擦界面的两个表面中的 至少一个表面上设有微纳结构。