[发明专利]一种利用波浪能的新型压电发电装置

说明书

本发明属于海洋波浪能收集技术领域，具体涉及一种利用波浪能的新型压电发电装置，包括支撑浮体，支撑浮体通过绳索与水底处的系泊装置相连，支撑浮体的顶板上通过弹簧连接有波能采集浮体；波能采集浮体包括外壳，外壳顶板的边缘向外延伸形成延伸边，延伸边的下侧面均匀连接有导向柱，支撑浮体的顶板上对应导向柱设置有通孔，导向柱穿过通孔，并能够沿通孔上下运动，导向柱的末端设置有限位块。该装置制作成本低廉，装配简单，转化效率高，能够满足航标灯等海洋小型用电设备的用电需求，且对于可再生能源的有效利用有着积极地影响。

技术领域

本发明属于海洋波浪能收集技术领域，具体涉及一种利用波浪能的新型压电发电装置。

背景技术

海洋能是人类开始研究较早的能源之一，人们对海洋能的开发从十八世纪末就已经开始，但与其它能源相比，海洋能的开发环境恶劣，发展相对滞后。由于海洋面积占地球总面积的71％，而且海洋能又是清洁的可再生能源，取之不尽、用之不竭，所以各个国家都不断加大对海洋能的探索性投入。随着科学技术的不断发展，许多国家特别是海洋能资源丰富的国家对海洋能开发的大力支持，海洋能的开发已有了突飞猛进的发展，我国从20世纪70年代开始也对海洋能发电进行研究且取得了一定的成绩。

海洋能虽然储量极其丰富，但目前受到收集技术成本昂贵和利用效率低下的制约，波浪能的开发利用一直得不到推广。如果能够得到合理利用，将极大改善我国的能源结构，缓解我国能源短缺问题，保证能源的可持续利用，同时波浪能是清洁无污染的可再生能源，波浪能的合理利用不仅可以解除经济快速发展受资源短缺的制约，也将会极大地改善我们居住的生活环境，提高人们的生活水平。

随着压电技术的发展，压电材料越来越多元化，利用压电材料的正压电效应将机械能转换为电能的转换效率越来越高，进而受到人们的青睐。海洋能作为一种用之不竭且清洁的能源，将压电技术用于海洋能发电方向，设计简单方便的利用海洋能发电的新型压电发电装置，有助于提高海洋能的利用率。

发明内容

本发明提出一种利用海洋能发电的新型压电发电装置，该装置制作成本低廉，装配简单，转化效率高，能够满足航标灯等海洋小型用电设备的用电需求，且对于可再生能源的有效利用有着积极地影响。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种利用波浪能的新型压电发电装置，包括支撑浮体，支撑浮体通过绳索与水底处的系泊装置相连，支撑浮体的顶板上通过弹簧连接有波能采集浮体；波能采集浮体包括外壳，外壳顶板的边缘向外延伸形成延伸边，延伸边的下侧面均匀连接有导向柱，支撑浮体的顶板上对应导向柱设置有通孔，导向柱穿过通孔，并能够沿通孔上下运动，导向柱的末端设置有限位块；外壳的内部设置有压电发电装置，压电发电装置包括悬臂梁和圆柱形重物，若干个悬臂梁沿圆柱形重物的周向均匀设置，悬臂梁的一端与圆柱形重物连接，另一端与波能采集浮体侧壁的内侧连接，悬臂梁上设置有柔性压电材料。

进一步地，所述悬臂梁采用压电材料制成，或者悬臂梁的上下表面中至少有一个面上粘贴有柔性压电材料。

进一步地，所述外壳底板的边缘均匀设置有连接弹簧，弹簧的一端与外壳底板的边缘连接，另一端与支撑浮体顶板的上表面连接。

优选地，所述弹簧由耐腐蚀金属材料制成。

优选地，所述支撑浮体采用固体浮力材料制成。

优选地，所述圆柱形重物的材质为纯金属或合金。

优选地，所述外壳为密闭的壳体，由耐腐蚀的金属或有机材料制成。

优选地，所述绳索为锚绳或缆绳，所述系泊装置为单点系泊系统。

本发明的基于压电效应的海洋波浪能发电装置与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本发明的装置转化效率高，能够将波浪的涌动直接转化为压电片的机械运动，这种设计可以减少中间的传动环节，进而提高波浪能到电能的转化效率；