滚动结构摩擦纳米发电机

发电抑振两不误

利用滚动粒子摩擦与碰撞，同步实现涡激振动能量采集与结构抑振，为海洋浮标原位供电与减振提供一体化方案。

Ni, Wenchi · Gengqing, Tian · Chuanchuan, Yang · Yang, Wenzha · 马勇 · 71915762

Ocean Engineering 2023

参数信息

发电密度

80 mW/m³

涡激振动振幅抑制率

24 %

最优填充率

50 %

技术优势

发电与抑振兼顾

在约 60%–70% 填充率时，滚动摩擦纳米发电机同时实现较高的发电密度和振动抑制率，无需在两者之间取舍。

结构简单易集成

采用滚动结构和自由摩擦层设计，可直接安装在圆柱结构上，无需复杂外部电源或阻尼系统。

应用场景

• 海洋结构物振动抑制：把涡激振动的有害能量转化为电能，同时抑制结构振动。
• 自供能海洋传感器：可为传感器原位供电，省去定期更换电池的维护。
• 海洋物联网节点：在海上无外部电源时，利用振动能量驱动物联网节点。
• 海洋可再生能源采集：从洋流引起的振动中回收机械能，补充海洋可再生能源形式。
• 涡激振动控制：在能量采集的同时降低振幅，保护结构免受疲劳损伤。