基于摩擦纳米发电机的输电线路振动能量收集装置

在电力物联网蓬勃发展的当下,如何持续且长时间地供能成为了数以万计的传感器所要面临的技术难题。摩擦纳米发电机(triboelectric nanogenerator,TENG)作为新崛起的高效供能技术,在传感器的自供电领域有着非常广阔的应用前景。文中基于摩擦电工作原理,利用多层弹性体结构的垂直接触分离TENG,设计出一种面向输电线路微风振动的多层弹性体TENG能量采集装置。通过振动能量采集器输出性能测试平台模拟输电线路微风振动状态,对不同频率和振幅下能量采集器的基本电气特性进行测试,结合电能管理策略,构建面向输电线路微风振动的振动能量采集自供电系统,实现宽频带振动能量的高效采集与转换,完成对商用传感器的供能。最后,通过输电线路振动缩比模型验证文中所设计振动能量采集装置的有效性与可行性。文中设计的振动能量采集自供电系统能够有效地将输电线路宽频振动能量转换为电能,具有结构简易、经济性好的特点,解决了电力物联网传感器不能持久绿色供电的问题。

一种宽频带复合悬臂梁能量收集装置

基于ANSYS Workbench 15.0有限元分析软件,建立了复合悬臂梁和多层悬臂梁两种发电装置的有限元模型,分析了其静力学、模态、瞬态动力学以及谐响应特性,并比较了两种发电装置的发电能力和共振频带。结果表明,在相同约束条件下,复合悬臂梁结构发电装置的发电量优于多层悬臂梁结构,并且复合式悬臂梁结构可将共振频带由一个点扩展到一个区间。