[發明專利]一種利用波浪能的新型壓電發電裝置

有效

• 申請號: 201710610101.4
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107222130B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 王海峰;李蒙;崔宜梁;孫凱利;郭修宇
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18;F03B13/20
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 史文樊;劉曉

本發明屬于海洋波浪能收集技術領域，具體涉及一種利用波浪能的新型壓電發電裝置，包括支撐浮體，支撐浮體通過繩索與水底處的系泊裝置相連，支撐浮體的頂板上通過彈簧連接有波能采集浮體；波能采集浮體包括外殼，外殼頂板的邊緣向外延伸形成延伸邊，延伸邊的下側面均勻連接有導向柱，支撐浮體的頂板上對應導向柱設置有通孔，導向柱穿過通孔，并能夠沿通孔上下運動，導向柱的末端設置有限位塊。該裝置制作成本低廉，裝配簡單，轉化效率高，能夠滿足航標燈等海洋小型用電設備的用電需求，且對于可再生能源的有效利用有著積極地影響。

技術領域

本發明屬于海洋波浪能收集技術領域，具體涉及一種利用波浪能的新型壓電發電裝置。

背景技術

海洋能是人類開始研究較早的能源之一，人們對海洋能的開發從十八世紀末就已經開始，但與其它能源相比，海洋能的開發環境惡劣，發展相對滯后。由于海洋面積占地球總面積的71％，而且海洋能又是清潔的可再生能源，取之不盡、用之不竭，所以各個國家都不斷加大對海洋能的探索性投入。隨著科學技術的不斷發展，許多國家特別是海洋能資源豐富的國家對海洋能開發的大力支持，海洋能的開發已有了突飛猛進的發展，我國從20世紀70年代開始也對海洋能發電進行研究且取得了一定的成績。

海洋能雖然儲量極其豐富，但目前受到收集技術成本昂貴和利用效率低下的制約，波浪能的開發利用一直得不到推廣。如果能夠得到合理利用，將極大改善我國的能源結構，緩解我國能源短缺問題，保證能源的可持續利用，同時波浪能是清潔無污染的可再生能源，波浪能的合理利用不僅可以解除經濟快速發展受資源短缺的制約，也將會極大地改善我們居住的生活環境，提高人們的生活水平。

隨著壓電技術的發展，壓電材料越來越多元化，利用壓電材料的正壓電效應將機械能轉換為電能的轉換效率越來越高，進而受到人們的青睞。海洋能作為一種用之不竭且清潔的能源，將壓電技術用于海洋能發電方向，設計簡單方便的利用海洋能發電的新型壓電發電裝置，有助于提高海洋能的利用率。

發明內容

本發明提出一種利用海洋能發電的新型壓電發電裝置，該裝置制作成本低廉，裝配簡單，轉化效率高，能夠滿足航標燈等海洋小型用電設備的用電需求，且對于可再生能源的有效利用有著積極地影響。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種利用波浪能的新型壓電發電裝置，包括支撐浮體，支撐浮體通過繩索與水底處的系泊裝置相連，支撐浮體的頂板上通過彈簧連接有波能采集浮體；波能采集浮體包括外殼，外殼頂板的邊緣向外延伸形成延伸邊，延伸邊的下側面均勻連接有導向柱，支撐浮體的頂板上對應導向柱設置有通孔，導向柱穿過通孔，并能夠沿通孔上下運動，導向柱的末端設置有限位塊；外殼的內部設置有壓電發電裝置，壓電發電裝置包括懸臂梁和圓柱形重物，若干個懸臂梁沿圓柱形重物的周向均勻設置，懸臂梁的一端與圓柱形重物連接，另一端與波能采集浮體側壁的內側連接，懸臂梁上設置有柔性壓電材料。

進一步地，所述懸臂梁采用壓電材料制成，或者懸臂梁的上下表面中至少有一個面上粘貼有柔性壓電材料。

進一步地，所述外殼底板的邊緣均勻設置有連接彈簧，彈簧的一端與外殼底板的邊緣連接，另一端與支撐浮體頂板的上表面連接。

優選地，所述彈簧由耐腐蝕金屬材料制成。

優選地，所述支撐浮體采用固體浮力材料制成。

優選地，所述圓柱形重物的材質為純金屬或合金。

優選地，所述外殼為密閉的殼體，由耐腐蝕的金屬或有機材料制成。

優選地，所述繩索為錨繩或纜繩，所述系泊裝置為單點系泊系統。

本發明的基于壓電效應的海洋波浪能發電裝置與現有技術相比，具有以下有益效果：

(1)本發明的裝置轉化效率高，能夠將波浪的涌動直接轉化為壓電片的機械運動，這種設計可以減少中間的傳動環節，進而提高波浪能到電能的轉化效率；