基于风致振动机理和压电效应的微型风力发电机

摘要

本发明提出利用微结构的风致振动现象发电的方法，以及基于风致振动机理和压电效应的微型发电机，其包括硅衬底、含压电层及其上下表的金属电极的复合梁/膜等，当环境风载荷引起含压电层的复合梁/膜结构的振动时，梁/膜结构的振动将引起压电层的应力的交替变化，由于压电效应，压电层的上下金属电极之间将产生交替变化的电势差，该电势差可以为负载或储能器供电。含压电层的复合梁/膜结构可以采用悬臂复合梁、两端固支复合梁、多点固支复合梁或部分边界固支的复合膜等多种结构形式。以上基于风致振动机理的微型风力发电机不需要转动机构，结构简单，便于采用硅微加工技术进行批量化加工，成本低，特别适合于为无线传感网络节点等供电。

主权项

1、基于风致振动机理和压电效应的微型风力发电机，利用风载荷引起的微结构振动将环境风能转换为微结构的振动能，利用压电效应将微结构的振动能转换为电能，实现对负载或储能器的供电；其特征在于，包括硅衬底和采用微加工技术固定于衬底的含压电层及压电层上下表面金属电极的复合梁/膜，环境风载荷引起含压电层的微复合梁/膜结构的振动，复合梁/膜的振动引起压电层应力的交替变化，由于压电效应，在压电层的上下电极之间将产生交替变化的电势差，实现对负载或储能器的供电。