[发明专利]一种基于摩擦纳米发电机的波浪能发电装置及其俘能方法

说明书

本发明公开了一种基于摩擦纳米发电机的波浪能发电装置，包括壳体、安装盘和发电机构，所述安装盘设置在壳体内，所述发电机构设置在安装盘上，所述发电机构包括弹簧钢片、扇形舱室、整流桥和发电组件，所述弹簧钢片竖直设置，两个所述扇形舱室呈对称结构固定在弹簧钢片顶部的两侧，且所述扇形舱室的外侧面粘贴有金属电极，所述整流桥设置在扇形舱室内，两组所述发电组件呈对称结构设置在弹簧钢片的两侧，所述发电组件包括若干呈发射状结构排列的金属基板，该装置的发电组件固定连接在导电滑环上，在波浪起伏作用下，中央舱室带动导电滑环转动，向重力势能低的一侧摆动，使金属基板一侧压紧另一侧分离，实现波浪方向自适应，大幅提高发电效率。

技术领域

本发明涉及纳米能源、利用波浪能发电技术领域，具体指一种基于摩擦纳米发电机的波浪能发电装置及其俘能方法。

背景技术

海洋约占地球总面积的71％，蕴藏着极为丰富的能源。我国拥有极长的海岸线和广阔海洋。其中，因为海洋波浪能的能量密度较大，成为科学家们解决能源问题的聚焦点。虽然电磁式发电机在收集波浪能方面已经取得较大发展，但是其存在结构复杂，发电成本高等问题。由于海浪波动频率较低，电磁发电机输出电压和功率低，而摩擦纳米发电机能够在一个较宽的频率范围内输出较高电压和功率，因此非常适合用于收集波浪能。因此，制造一种能够高效收集波浪能量的发电机显得尤为重要。

发明内容

为了实现上述目的，本发明提供一种基于摩擦纳米发电机的波浪能发电装置及其俘能方法，利用内部结构间的摩擦产生电能，并供给负载。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种基于摩擦纳米发电机的波浪能发电装置，包括壳体、安装盘和发电机构，所述安装盘设置在壳体内，所述发电机构设置在安装盘上，所述发电机构包括弹簧钢片、扇形舱室、整流桥和发电组件，所述弹簧钢片竖直设置，两个所述扇形舱室呈对称结构固定在弹簧钢片顶部的两侧，且所述扇形舱室的外侧面粘贴有金属电极，所述整流桥设置在扇形舱室内，两组所述发电组件呈对称结构设置在弹簧钢片的两侧，所述发电组件包括若干呈发射状结构排列的金属基板，所述金属基板的上表面由下往上依次贴合有绝缘胶带、金属电极和介电薄膜，所述金属基板的下表面由上往下依次贴合有绝缘胶带和金属电极，两组所述发电组件的发射端相互连接。

优选的，2个扇形舱室组成一个中央舱室，2个扇形舱室粘贴在弹簧钢片两侧，舱室挡板固定在扇形舱室外侧。弹簧钢片硬度适中，保证中央舱室可在一定角度范围内摆动。作为优选，所述安装盘的中心处设有通孔，所述安装盘的下表面固定有滑环座，所述滑环座沿通孔的边缘处设置，所述滑环座内设置有导电滑环，所述发电机构设置在导电滑环上。

作为优选，所述安装盘的上方设置有塑料基板，所述塑料基板的中心处设有环形插接座，所述环形插接座插接至导电滑环的顶部，所述两组所述发电组件的发射端固定设置有塑料基板的中心处，所述弹簧钢片的底端固定设置在塑料基板的中心处。

具体的，发电组件通过塑料基板下方的白色中轴与导电滑环过盈配合，导电滑环由滑环座固定连接在安装盘上。中央舱室受重力作用引起导电滑环转动，结合外部激励作用，中央舱室向重力势能低的一侧摆动，通过挤压一侧金属基板贴紧，另一侧金属基板分离而发生接触摩擦起电，将任意方向的波浪能转换成电能。

作为优选，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述安装盘的边缘处设置有环形的连接板，所述上壳体的底端套接至连接板顶侧，所述下壳体的顶端套接至连接板的底侧。

优选地，中央舱室、塑料基板、安装盘和滑环座，选择具备精确和耐久性的类ABS立体光造型树脂材料制成。

作为优选，所述连接板的上下两侧的连接处均设有环形槽，所述环形槽内设置有密封圈。

作为优选，所述滑环座的底侧固定有顶针座，所述顶针座上安装有弹簧顶针，所述弹簧顶针的底端抵接至下壳体的内壁。