[发明专利]一种基于压电效应的浮波堤

说明书

本发明公开一种基于压电效应的浮波堤，包括浮波堤外框架、圆柱形浮波堤以及浮标组件，浮波堤外框架由环形支架和直板支架连接而成，环形支架以三角形阵列分布，分别设置在三角形顶点及中心位置处，圆柱形浮波堤和浮标组件的排列方式与环形支架一致，圆柱形浮波堤设置在环形支架中，中心位置的圆柱形浮波堤质量稍重，浮标组件设置在圆柱形浮波堤内部。本发明通过在近海岸布置浮式压电防波堤一定程度上减弱海浪对近海岸的磨损；基于压电效应的发电模式将海浪的动能和势能转换为电能，结构简单，发电效率高，节约了能源保护了环境；采用磁铁相斥的效应代替压电拨片的使用，避免了拨片与压电片的直接接触，提高压电片的使用寿命。

技术领域

本发明属于海洋防波堤技术领域，涉及一种基于压电效应的浮波堤，具体涉及一种消浪和新型发电相结合的浮式防波堤。

背景技术

随着现在的能源，以煤炭、石油为主的化石燃料的逐渐消耗，这些不可再生能源日益短缺。并且这些燃料在提供能量的同时，还会造成环境污染，所以开发新能源、可再生能源已经成为刻不容缓的事情。相对于传统太阳能能源相比，由于太阳能依赖天气条件，在连续阴雨天及海上恶劣天气下产能十分不足，而压电由波浪能的形式产出，产能稳定；而对比传统机械结构波浪发电，压电发电形式更加简单，符合海上施工防波堤建造条件，因此采用以压电发电的形式，对海浪的机械能能进行有效的利用。此外现阶段发电发电方式多采用直接接触式的方式，这种压电发电方式使得压电材料的使用寿命大大减小。由于压电转化能源的能量密度高，结构简单，易于微型化兼容性好使得对海浪能源的利用更加高效。因此现阶段开发一种非接触式的压电发电方式可以大大提高压电材料的使用寿命，具有重要的现实意义。

发明内容

针对上述问题情况，本发明提出一种基于压电效应的浮波堤，实现消浪和新型发电相结合，解决传统能源产能不稳定以及现有接触式压电发电方式使得压电材料使用寿命降低等技术问题。

本发明采用如下的技术方案：

一种基于压电效应的浮波堤，包括浮波堤外框架、圆柱形浮波堤以及浮标组件，所述浮波堤外框架由环形支架和直板支架连接而成，环形支架之间通过直板支架连接，环形支架以三角形阵列分布，分别设置在三角形的顶点及中心位置处，圆柱形浮波堤和浮标组件的排列方式与环形支架一致，圆柱形浮波堤设置在环形支架中，环形支架与圆柱形浮波堤外壳紧密镶嵌，位于中心位置的圆柱形浮波堤质量大于其他位置的圆柱形浮波堤，浮标组件密封设置在圆柱形浮波堤内部，浮标组件的质量小于圆柱形浮波堤的质量。

进一步的，在环形支架和直板支架的连接处内部设置有阵列分布的长条形压电片，随着海浪的上下频率起伏，以压电片悬臂梁式结构进行受力发电，长条形压电片之间通过夹板连接，长条形压电片两侧为直板外壳。

进一步的，所述圆柱形浮波堤包括浮波堤外壳以及设置在浮波堤外壳内部的环形双层压电片和第一环形磁铁，所述环形双层压电片紧密设置在第一环形磁铁的两侧。

进一步的，所述浮波堤外壳上部安装有环形灯托盘，LED灯均匀阵列在灯托盘上，托盘内设置有防水材料制成的电线。

进一步的，所述浮标组件包括中心杆、拨盘、圆形托盘以及浮标底座，拨盘由中心杆穿过并竖向阵列方式固定在中心杆上，中心杆内由弹簧相互连接，圆形托盘由中心杆穿过并设置在中心杆上端部。

进一步的，所述拨盘包括位于内圈的橡胶圆板以及橡胶圆板外侧的第二环形磁铁，在橡胶圆板的中央设置有供中心杆穿过的中心孔。

进一步的，所述第二环形磁铁和第一环形磁铁具有相同的极性。

再进一步的，所述圆形托盘上设置有环形整流器、环柱形蓄电池以及滤波器，所述滤波器为4个，围绕中心杆设置。

更进一步的，所述长条形压电片和环形双层压电片采用并联方式连接。

优选的，所述浮波堤外框架数量为3个，平行设置。

相对于现有技术，本发明的有益效果：