面向电力物联网的宽风速摩擦纳米发电机自驱动系统

随着电力物联网的高速发展,庞大数量的分布式传感器的供电问题成为了亟待解决的技术难题。摩擦纳米发电机作为一种高效且低成本的新型供能技术,在自驱动传感领域具有极大的应用前景。文中提出并研制了一种面向电力物联网应用环境下的宽风速摩擦纳米发电机自驱动系统,创新地引入了同心双转轴的结构设计,使其在宽风速范围下能够有效收集风能并保证优异的输出性能。实验阶段搭建了基于风力涡轮机的风力测试平台,测试了不同风速下摩擦纳米发电机的基本电气性能和负载特性。最后构建并演示了所设计的摩擦纳米发电机自驱动系统,实现对商用传感器的有效供电。文中提出的宽风速摩擦纳米发电机自驱动系统是一种结构简单、成本低廉且高转换效率的新型能量收集和转换技术,在解决电力物联网传感器供能问题上具有广阔的应用潜力。     

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。