在全球范圍內(nèi)廣泛分布的海洋能是目前最有前景的可再生能源之一,理論上傳統(tǒng)的電磁發(fā)電機(jī)（EMG）可用于收集海洋能,然而它在收集不規(guī)則和低頻（<5 Hz）運(yùn)動(dòng)能量時(shí)存在諸多局限,使海洋能難以得到有效利用。最近發(fā)明的摩擦納米發(fā)電機(jī)（TENG）在收集低頻水波運(yùn)動(dòng)能量方面比電磁發(fā)電機(jī)更有優(yōu)勢(shì),將TENG制備成發(fā)電網(wǎng)絡(luò)可用于大規(guī)模海洋能的收集,滿足人類的能源需求。然而海水的長(zhǎng)期腐蝕、水氣和海水的高離子濃度都對(duì)摩擦起電能力有負(fù)面影響,因此對(duì)TENG進(jìn)行封裝是TENG實(shí)現(xiàn)海洋能收集的一個(gè)必要過(guò)程。近來(lái)提出了利用成對(duì)磁鐵之間的非接觸吸引力完成從波浪（外部機(jī)械源）到TENG的機(jī)械傳動(dòng),將波浪的機(jī)械能經(jīng)由TENG轉(zhuǎn)化成電能,從而實(shí)現(xiàn)TENG部分的封裝。海浪驅(qū)動(dòng)成對(duì)磁鐵中的一個(gè)磁鐵運(yùn)動(dòng),使另一個(gè)磁鐵在磁鐵間吸引力的作用下運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)與之相連的TENG的兩個(gè)摩擦層不斷地發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),因此可以將TENG封裝起來(lái)。同時(shí),與銅線圈結(jié)合又可以形成EMG,實(shí)現(xiàn)TENG和EMG的復(fù)合。然而,如何構(gòu)建高效率和持久耐用的TENG與EMG的復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)來(lái)收集不規(guī)則和低頻的海洋能仍面臨挑戰(zhàn)。基于以上現(xiàn)狀,本文的主要工作是設(shè)計(jì)并構(gòu)... 

【文章來(lái)源】：蘇州大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

利用海洋能公司目前建造的電磁發(fā)電機(jī)收集海洋潮汐或海浪中能量的典型設(shè)計(jì)

我們引入了一種單電極模式的摩擦納米發(fā)電機(jī)，即只有底部有電極，且接地（圖1-2c）。如果摩擦納米發(fā)電機(jī)的尺寸有限，上部的帶電物體接近或者離開(kāi)下部物體，都會(huì)改變局部的電場(chǎng)分布，這樣下電極和大地之間會(huì)發(fā)生電子交換，以平衡電極上的電勢(shì)變化。這種基本工作模式可以用在接觸-分離結(jié)構(gòu)[20]和滑動(dòng)結(jié)構(gòu)中[21, 22]。

的往復(fù)運(yùn)動(dòng)可以形成功率輸出。這個(gè)運(yùn)動(dòng)的帶電物體不一上表面接觸，例如在轉(zhuǎn)動(dòng)模式下，其中一個(gè)圓盤(pán)可以自由分有直接的機(jī)械接觸，就可以在很大程度上降低材料表面擦納米發(fā)電機(jī)的耐久性非常有利。米發(fā)電機(jī)作為一項(xiàng)強(qiáng)大的技術(shù)，是基于摩擦起電和靜電感為電能的[11]，具有高功率密度、高效率、低重量和低制造。自誕生以來(lái)，各種不同結(jié)構(gòu)和功能的摩擦納米發(fā)電機(jī)被開(kāi)類的能量收集思想。到目前為止，單個(gè)摩擦納米發(fā)電機(jī)器殊情況下高達(dá) 500 Wm-2，瞬時(shí)能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到 70％[32, 3設(shè)備的功率需求。這種技術(shù)在機(jī)械能收集方面具有普遍性源獲取能量，如人類行走、機(jī)械振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、風(fēng)、潮汐、水波擦納米發(fā)電機(jī)和電磁發(fā)電機(jī)的比較工作原理的比較

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Nanogenerators for Self-Powered Gas Sensing[J]. Zhen Wen,Qingqing Shen,Xuhui Sun.  Nano-Micro Letters. 2017(04)



本文編號(hào)：3343310