[發明專利]一種利用壓電原理的水能發電技術

無效

• 申請號: 200910114125.6
• 申請日: 2009-06-09
• 公開（公告）號: CN101924492A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 周維武
• 申請（專利權）人: 周維武
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、所屬技術領域

本發明專利技術屬于水電發電技術領域，可實現一種利用壓電原理的水能發電技術。

二、背景技術

目前，世界上水電站的發電技術有兩種基本方式：一是利用小流量高水壓方式，二是利用大流量低水位的方式。這兩種方式在投資成本、建設周期、安全維護、生態環境，移民安置、經濟效益等方面都存在著不同的問題和缺陷。

根據2009年3月5日中央電視臺《第一時間》的報道；以色列的一家公司正在研究一項技術，讓馬路上的滾滾車流變成發電場，為人們提供日常生活所需的電能。這家總部位于以色列海法的因諾瓦科技公司正在研發一項具有革命性的新技術，將讓汽車在耗能的同時也能產生新能量。在最近進行的一項實驗中，研究人員讓一輛貨車駛過道路，路面下的發電設備便開始工作，產生的電流成功把燈泡點亮了。這一技術的奧秘就在于在路面下鋪設了一種特殊的材料(注：其實就是壓電陶瓷)，這種材料在受壓變形時會產生電能，也就是說，汽車行駛時對路面的壓力通過它轉變成電能。研究人員表示，其具體發電量取決于路面上通行車輛的數量、重量和行駛速度，理想情況下每公里路段發電量可達500度，足以供應800戶人家的用電需求。并且公路發電本身并不產生任何額外污染。2009年3月27日，中央電視臺的《新聞聯播》和《晚間新聞》節目也作了相關的報道。以色列科學家稱，汽車每在柏油路上行使1英里(16公里)便可產生超過640千瓦電量，足以為12輛小型汽車供電。但是，以色列科學家的這種技術也存在著某些缺陷：

1、工程造價高。如果實施此項技術，得首先破壞現有公路或鐵路后，才能在公路或鐵路下安裝動力轉換設備。根據測算，路面改造成本約為每公里六十五萬美元。

2、發電效率低。此項技術存在有車路過時才有動力，沒有車路過時就沒有動力等缺陷。

3、動力不平衡。重車大車路過時動力強大，輕車小車路過時動力弱小；

4、動力收集困難。在幾百上千上萬公里公路或鐵路上，如將動力收集轉換，需要多少的動力收集設備？

三、發明內容

針對現有的水電發電技術和以色列科學家所發明的道路發電技術存在的缺陷和不足，本發明專利技術另辟蹊徑，發明的是一種利用水能壓力裝置來達到產生電能的目的。

本發明專利技術的技術方案是：

根據壓電發電的原理來實現上述目的。發電單元是由一種壓電材料制作而成。發電單元中的壓電材料應該具有耐重壓、耐沖擊和抗腐蝕的效果。發電單元安裝在水底，用以接受水的流量速度、水的落差沖擊和水的深度壓力，發電單元在受到水的流量速度、水的落差沖擊和水的深度壓力作用時，導致壓電材料受到沖擊擠壓，于是不間斷地產生電能，該電能可以通過電能轉換和儲存(輸送)電路系統，輸送到需要電能的地方去。

應用本發明專利技術可廣泛應用于凡是與水有接觸的地方，如安裝在河床中、管道內、渠道里、海洋下、輪船底等地方。

本發明專利技術的有益效果：

1、由于這種發電單元構造簡單，使用本發明專利技術設計生產的這種發電單元，目前已經有成熟的生產技術，可以實現大規模工業化生產。因此，生產制造成本較低，與此同時，還可帶動原料產品生產、交通運輸、第三產業服務等相關產業的發展，擴大就業率，刺激經濟增長。

2、由于應用本發明專利技術生產的這種發電單元，可廣泛應用于凡是與水有接觸的地方，且安裝技術簡單，因此，有相當廣闊的市場前景：

(1)如將發電單元鋪設在河床底，當奔流不息的河流經過發電單元時，即可實現發電目的。由于無須攔河筑壩，因此，建設投資省、建設周期短、運行安全可靠、無須移民安置，對河床的生態和航運也毫無影響；

(2)如將發電單元敷設在水電站的壓力管道中，當發電單元接受到高壓水流的作用時，則可發生擠壓沖擊而產生電能，從而可進一步提高水電站的發電能力；

(3)如將發電單元敷設在渠道里，利用渠道中水流速度和水位落差不間斷的擠壓沖擊，千里渠道就是一座發電站；

(4)如將發電單元鋪設在海洋下，當發電單元接受到強大的海洋壓力和高速流動的海洋波浪的時候，該發電單元就相當于一個永動機；

(5)如將發電單元敷設在輪船底(吃水部位)，當輪船在高速度行駛的同時，輪船底部(吃水部位)在實現輪船浮力功能的同時，又增加了一個為輪船本身提供動力能源的功能。

3、由于本發明專利技術的發電單元是一個耐重壓、耐沖擊和抗腐蝕的固定裝置，且無傳動部件，因?此，可保證壓電裝置的免維護安全運行和永久的使用壽命。