基于接触生电原理的风力发电机研究

发布时间：2021-06-29 05:53

　　风能因其具有取之不尽和用之不竭的特点,被认为是环保型的可再生能源,成为研发人员广泛关注的焦点。基于接触生电和静电感应原理的摩擦电纳米发电机（TENGs）是一种新型能源获取方式,它具有输出电压高、结构简单、成本低等特点。本文以垂直接触-分离与面内滑动复合模式为基础,设计并制造一种新型风力摩擦发电机。通过实验研究其输出性能,并分析转速、摩擦件对数、环境湿度等因素对输出性能的影响规律,最后通过ANSYS软件模拟分析单对摩擦件在接触过程中的变形行为,获得不同转速下接触面积达到最大时的接触面平均等效应力值,本文的主要研究内容如下:首先,阐明了基于接触生电原理的风力摩擦发电机的优势及意义,优化设计了两种新型风力摩擦发电机,并采用尼龙66制作了样机各部件并进行样机主体结构装配。系统分析了风力摩擦发电机的工作机制及其电输出性能,并将其应用于外负载充电。结果表明,单对摩擦件转速为300 rpm时,功率密度可达到347mW/m²,电流密度可达到6.13 mA/m²,装置的内阻大约为25 MΩ;装置的输出电压随着转速的增加呈线性增加趋势;当转速为300 rpm时,... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

常见材料的摩擦电序列图

基于接触生电原理的风力发电机研究图 1.2 摩擦电纳米发电机结构分类Fig.1.2 Structure classification of triboelectric nanogenerator垂直接触-分离模式的 TENG 是基于接触起电和静电感应耦合的作用，具设计简单、高瞬时输出功率、容易实现多层集成等优点。如图 1.3 所示为垂-分离模式典型工作原理分析模型。当两种电负性不同的材料发生接触时，面因摩擦生电分布等量异种电荷，处于电荷平衡状态；当两个接触表面在

图 1.2 摩擦电纳米发电机结构分类Fig.1.2 Structure classification of triboelectric nanogenerator垂直接触-分离模式的 TENG 是基于接触起电和静电感应耦合的作用，具有制备设计简单、高瞬时输出功率、容易实现多层集成等优点。如图 1.3 所示为垂直接触-分离模式典型工作原理分析模型。当两种电负性不同的材料发生接触时，材料表面因摩擦生电分布等量异种电荷，处于电荷平衡状态；当两个接触表面在外界

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3255869