[發明專利]一種海洋流體發電系統

在審

• 申請號: 201611229881.X
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106787072A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 張一鳴;馮馨月;田甲申;高俊俠
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H02J7/32
• 分類號: H02J7/32;H02K21/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 湯財寶

技術領域

本發明涉及電磁發電技術領域，特別是涉及一種海洋流體發電系統。

背景技術

隨著社會的快速發展，人們對于能源的需求日益增大。對于地球而言，傳統的能源如石油、煤炭等。由于傳統的能源已經越來越稀少，同時傳統的能源也存在著巨大的污染，尋找到替代能源已經是當務之急。隨著科技的進步，人們發現自然界中存在著廣大的環境能量，如太陽能、風能、振動能、海洋能等。如何對這些廣泛存在的能量進行收集并加以利用就成為一個難題。近年來，隨著海洋資源的研究力度的不斷加大，應用在海底探測領域的設備也越來越多，且絕大多數為電子產品，此類電子產品的運行需要持續不斷的電能供給，因此水下電源的研究越來越受到人們的重視。

用于海底探測的電子設備通常采用化學能電池供電，因為往海底架設輸電線路顯然是很難實現的。要想保證設備的持續運行，有些耗能高的設備需要不斷更換電池，而在有些場合下更換電池的成本太高，甚至在某些場合下是不可能實現的。現有技術中也存在利用海洋自身的能源進行發電的裝置。例如振動水柱式波浪發電裝置，是目前研究和使用最多的波浪能裝置，它利用壓縮空氣推動汽輪發電機組發電；水下壓差型波浪裝置，它利用波浪的波峰和波谷對轉換裝置的壓力差工作；點吸收型波能轉化裝置，利用浮漂結構吸收波浪各個方向能量，進而轉換為其他能量進行存儲。

但現有技術中利用海洋自身能源進行發電的裝置存在一些缺陷。即它們在將海洋能轉換為電能的過程中，需要經歷中間換能的步驟，例如需要先將波浪能轉換為裝置的機械能，再通過將裝置的機械能轉換為電能，進而實現能源的轉換與存儲。通常在能源轉換過程中，會有大量的能量損耗，會降低能源轉換效率，降低了發電效率。另外現有技術中的發電裝置只能在淺海地區使用，并沒有能在深海中進行發電的裝置。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明的目的是提供一種用于海洋流體發電系統，該海洋流體發電系統能夠將海洋能直接轉換成電能，且發電效率較高，并能夠在深海中使用。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種海洋流體發電系統，其包括：

電磁發電裝置：所述電磁發電裝置包括圓柱型halbach永磁陣列以及設置在所述圓柱型halbach永磁陣列的內壁上且相對間隔設置的兩塊導電板；

電能收集裝置：所述電能收集裝置包括儲能單元，所述儲能單元與所述導電板電連接。

其中，所述電磁發電裝置還包括底座和支架，所述支架的一端與所述底座連接，所述圓柱型halbach永磁陣列與所述支架的另一端可轉動式連接。

其中，所述圓柱型halbach永磁陣列的內徑為5-15cm，所述圓柱型halbach永磁陣列的外徑為8-20cm。

其中，所述圓柱型halbach永磁陣列采用多個扇形永磁磁塊組合構成。

其中，所述圓柱型halbach永磁陣列采用多個梯形永磁磁塊組合構成。

其中，所述圓柱型halbach永磁陣列由稀土永磁材料制成。

其中，所述導電板為銅板。

其中，所述導電板與所述儲能單元之間還依次連接有整流單元和電流放大單元。

其中，在所述整流單元與所述電流放大單元之間還連接有第一穩壓單元。

其中，在所述電流放大單元與所述儲能單元之間還連接有第二穩壓單元。

(三)有益效果

本發明提供的一種海洋流體發電系統，通過采用圓柱型halbach永磁陣列產生內部均勻同方向的磁感應強度，使得海水穿過圓柱型halbach永磁陣列的內部，海水流動切割磁感線運動而得到電能量并收集起來，該電磁發電裝置將海洋能直接轉換成電能，省去了中間換能的過程，提高了能源轉換效率和發電效率，并能夠在深海中使用，解決了傳統電源存儲能量有限，不能長期使用，污染環境等問題。該海洋流體發電系統可直接作為無電源系統的電源，也可作為輔助電源為電池充電，使得為深海電磁探測領域的電源自供電提供可能。

附圖說明

圖1為根據本發明的一種海洋流體發電系統的電磁發電裝置的結構示意圖；

圖2為圖1中的圓柱型halbach永磁陣列的磁力線分布的結構示意圖；以及

圖3是根據本發明的一種海洋流體發電系統的電能收集裝置的結構示意圖。