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作品名称：风车式微型风能采集系统设计
学校名称：山东理工大学
参赛队伍：创设队
队伍编号：199137
参赛学生：王麒焜李家龙
指导老师：付广洋
投票日期：2024年10月08日 00:00->2024年12月05日 15:00
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详细说明

近几年来，随着微电子技术的不断发展和制造工艺技术的不断提高，一些国内外的学者逐步尝试研究微型能量采集装置采集环境中的能量实现无线传感网络的自供能。微型风能的采集设备是能够通过利用环境中的大量风能将其直接地转化成电能，为那些需要微型电源的元器件或系统提供电，保证其正常运行。从而替换了化学电池，解决当前因化学电池所带来的严重环境污染、使用寿命短和必须定期进行维护等一系列困难的问题。

本文设计了一种风车式微型风能采集系统装置，能够将环境中的风能收集起来，将其转换为电能并加以利用。该装置包括了升阻复合式垂直轴风车叶片、风车转轴、旋转载体、永久磁铁和固定磁铁、压电片和风车底座等结构。风车传动装置先是利用阻力型叶片起动，再利用升力型叶片旋转，从而可以促使整个风车传动能够快速获得连续旋转的动力推进，然后沿着转轴继续旋转，安装永磁铁的旋转载体是放置在风车传动转轴上的，这样一来，就可以驱动永磁铁按照一定的转速旋转，并在这个过程中它会周期性的和安设在周围悬臂梁上的固定磁铁产生引力与斥力的交替相互作用，继而引起悬臂梁的周期性振动，最终目的是能够导致周围黏贴在悬臂梁上的压电振子的发电。由于振动能受环境因素影响的较小，先将风能转换成振动能，再将其转换成电能，有较高的能量转换率。该风车式微型风能采集装置的创新之处在于旋转时是由非接触的磁引力与斥力交替作用于悬臂梁，使压电片振动，从而产生电能，这种方式有效的减少了摩擦损耗，有效的提高了风的利用率和能量的转换效率。