[發明專利]基于摩擦納米發電機的波浪能高效發電裝置

有效

• 申請號: 201810293769.5
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108322083B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 徐敏義;趙天聰
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04;F03B13/14
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李馨

本發明涉及一種基于摩擦納米發電機的波浪能高效發電裝置，該裝置中若干弧形結構發電單元密封安裝在外殼內且由導線并聯連接；發電單元中，電極弧面的曲率可隨波浪頻率及波高的變化進行設計更換，在不規則的波浪作用下介電球與介電薄膜之間相互滑動摩擦，在金屬電極層中產生感應電荷；這種結構可以最大化的收集海洋中低頻不規則的波浪能，同時多層的曲面設計表現出優異的輸出電性能。本發明結構簡單、牢固，有效的減少海水拍打的壓力及海水腐蝕對裝置輸出性能的影響。對于復雜的海洋環境，將多個發電裝置通過導線并聯連接組成網絡狀波浪能發電系統，以提高海洋波浪能轉換率。本發明不僅能收集低頻率的波浪能,而且可以收集風能，洋流能，潮汐能等。

技術領域

本發明屬于利用波浪能發電技術領域，涉及一種將不規則低頻振動的波浪能轉化為電能的發電技術，具體涉及一種基于摩擦納米發電機的波浪能高效發電裝置。

背景技術

我國擁有廣袤的海岸線并且海洋波浪能、洋流能能量密度大，能源廣泛，發展藍色能源成為當下解決能源問題的重中之重。在早期中國以及外國的科學家們就已經意識到了海洋能量的巨大，但是一直以來都沒有實質性的突破。由于海洋波浪運動的不規則性、海水腐蝕、波浪拍打導致這種能量極為不易收集起來。目前用于收集波浪能的發電裝置大都屬于電磁發電，成本高昂，利潤低。海洋中的波浪能大都屬于低頻振動，現有的電磁發電機并不能收集到這種低頻的振動能量。面向巨大的海洋藍色能源，如何能高效的將波浪能收集成為近期的首要任務。

發明內容

為了實現上述目的,本發明提供一種基于表現出優異的輸出電性能的摩擦納米發電機的波浪能高效發電裝置。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

基于摩擦納米發電機的波浪能高效發電裝置，包括外殼、若干發電單元、頂蓋、底蓋和導線，若干發電單元密封安裝在外殼內且由導線并聯連接，外殼的頂部和底部分別安裝有頂蓋和底蓋，形成密封腔體，其中：

所述的發電單元包括金屬電極、介電薄膜、介電球、電極弧面和弧面支架，電極弧面固定在弧面支架上，弧面支架固定在外殼上；金屬電極鍍在電極弧面上，介電薄膜覆在金屬電極表面，介電球放置在電極弧面內，與介電薄膜相互滾動摩擦發電；導線與各層所述金屬電極進行連接。

進一步地，所述的發電單元在外殼中疊加安裝，外殼底部的發電單元的電極弧面彈性支撐固定在外殼底部。

進一步地，所述金屬電極為導電材料薄膜或單層導電材料。

進一步地，金屬電極的外表面經由納米處理，以增強發電單元的輸出性能。

進一步地，所述的金屬電極鍍在電極弧面上，金屬電極鍍在所述弧面內部的兩側，中間留有空隙，金屬電極相互連接，形成并聯電路。

進一步地，所述的電極弧面曲率根據波浪頻率及波高的變化進行設計更換。

進一步地，所述的電極弧面的曲率為11m～22m。

進一步地,所述電極弧面和弧面支架采用3D打印制作。

進一步地，所述介電球與所述介電薄膜表面材料的電極序存在差異。

進一步地，所述的介電薄膜的表面材料為第一摩擦材料,所述第一摩擦材料為絕緣體或者半導體材料。

進一步地，所述的介電球材料為第二摩擦材料,所述第二摩擦材料為絕緣體或者半導體材料。

進一步地，所述介電薄膜經由納米處理，以增強發電單元的輸出性能。

進一步地，所述介電球為高分子聚合物球,其外殼為亞克力材料。

進一步地，所述介電球直徑范圍為3mm～50mm。

進一步地，所述的單個發電單元中的介電球的數量為20～30個。