[發明專利]一種波浪能轉化為電能的裝置

有效

• 申請號: 201610290006.6
• 申請日: 2016-05-04
• 公開（公告）號: CN105822488B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 王翠蘋;孟釗;羅思聰;龔英;邴棟
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: F03B13/14
• 分類號: F03B13/14
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙)37104
• 代理人: 張世功

技術領域：

本發明屬于能源利用工程技術領域，涉及一種波浪能轉化為電能的裝置，將其置于海洋條件下風浪環境中能將波浪能轉化為電能，特別適合于海上航標的自動供電。

背景技術：

隨著現代工業的快速發展，環境污染以及能源短缺問題日益突出。新能源的開發利用受到越來越高的重視,對于波浪能的利用，雖然已出現多種形式的波浪能發電裝置且各有特點，但距大規模開發應用仍有一定距離。目前,現有技術中的波浪能發電裝置，一般包括“點頭鴨”式、振蕩水柱式、三叉戟式、海狗式、收縮波道式和利用對稱翼透平的航標燈等，我國還研制了一種振蕩浮子岸式波浪能轉換裝置，把振蕩浮子當作波浪能的吸收載體，然后將浮子吸收的能量通過一個液壓裝置轉換出去，再通過驅動電機進行發電。通常，所能收集到的波浪能和暴風時所具有的波浪能相差幾個數量級，為了提高單次波浪利用率，人們將單個裝置制造得很大，當風暴來臨時，它的力度往往超出其設備結構和材料的應力，造成裝置被破壞。因此，從國內外波浪能發電的試驗或應用來看，由于海洋環境的復雜性和波浪能的多變性，現有的大多數波浪能發電裝置普遍沒有達到預期的效果，主要表現在設計的裝置結構復雜，安裝困難，能量收集較分散，能源輸出不穩定，能源利用率低等問題，而且波浪能利用技術多年來一直進展緩慢，目前尚未取得關鍵性的突破。對波浪能儲量估算是計算波浪沿海岸消散功率，大洋波浪具有更大的功率，開發前景相當廣闊，已成為世界各主要沿海岸線國家爭相研究開發的焦點。因此，設計一種波浪能轉化為電能的裝置,基于不破壞生態不影響海上運輸的前提，開發可大規模應用的波浪能發電技術具有非常重大的戰略意義。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，尋求設計一種波浪能轉化為電能的裝置，解決現有波浪能發電裝置結構復雜，體積巨大，安裝困難，應用不靈活，效率低的問題。

為了實現上述目的，本發明所述的波浪能轉化為電能的裝置的主體結構包括能量收集單元、能量轉化單元和儲電單元三個功能部分，能量收集單元由外殼構成，外殼正面為光滑的弧面結構，側面為水滴型；能量轉化單元由內殼、輪轂、中心軸、滾動軸承、壓電片、電路板、LED燈管、固定繩、整流芯片和光控開關機電連通組合構成；外殼與空腔式結構的內殼焊接為一體，內殼內部分別設置有輪轂、中心軸、滾動軸承、壓電片、電路板和整流芯片，內殼通過滾動軸承與中心軸固定連接，中心軸與輪轂焊接為一體，輪轂的外圓周上設有弧狀凸起，弧狀凸起展開后的側面為正弦曲線，輪轂的外圓周的弧狀凸起與壓電片的頂部設置的半球形凸起相切，電路板焊接固定于內殼的內側；儲電單元由蓄電池構成，蓄電池經整流芯片與電路板電連接，蓄電池經光控開關與LED燈管電連接，光控開關的敏感點設置在LED燈管的上面的透明結構的內殼上，外殼的底部通過固定繩與海底固定物固定相連。

本發明的工作原理是:通過光滑的外殼進行波浪能的收集，并通過一次轉化裝置將波浪能轉化成動能，然后利用壓電效應再通過二次轉化裝置將動能轉化為電能，并將電能儲存在蓄電池中供用電設備使用。

本發明實現發電的具體工藝過程是:當波浪擊打外殼時，由外殼吸收波浪能，外殼帶動內殼且內殼帶動壓電片繞中心軸水平旋轉運動，壓電片與輪轂之間產生相對運動，壓電片與輪轂之間周期性的點接觸產生電荷并形成電流，電流經整流芯片導入蓄電池，蓄電池為LED燈管提供電量，并通過導線向外界輸送多余的電量；由光控開關控制LED燈管，當外界光強度低或者無光時，光控開關自動啟動，LED燈管亮起，當外界光強度高時，光控開關關閉，LED燈管熄滅，實現波浪能轉化為電能并為海上設備供電。

本發明與現有技術相比，其裝置的整體結構簡單，安裝靈便，應用靈活，體積輕，應用范圍廣，漂浮在海平面上，不破壞海洋生態，不影響海洋交通，發電效率高且為海平面上的裝飾景觀。

附圖說明：

圖1為本發明的主體結構橫向剖視原理示意圖。

圖2為本發明的主體結構縱向剖視原理示意圖。

具體實施方式：

下面通過實施例并結合附圖對本發明做進一步說明。

實施例：