[發(fā)明專利]一種波浪能發(fā)電裝置及其發(fā)電方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811227860.3
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109236545B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許明;何龍;陳國金
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: F03B13/18
• 分類號: F03B13/18;F03B11/00;H02N2/18
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

本發(fā)明公開了一種波浪能發(fā)電裝置及其發(fā)電方法。現(xiàn)有的波浪能采集設(shè)備的發(fā)電效率較低，且存在核心元件暴露在外界環(huán)境中的問題。本發(fā)明一種波浪能發(fā)電裝置，包括浮子外殼、水箱、排水微泵、進(jìn)水微泵、壓電梁、橫向振動塊、第一齒條、第二齒條、第三齒條、縱向振動塊、齒輪、永磁磁鋼、第一電磁鐵、第二電磁鐵、第一減震組件和壓力傳感器。縱向振動塊上的第一齒條、橫向振動塊上的第二齒條及永磁磁鋼上的第三齒條均與齒輪嚙合。n根壓電梁的底端均與橫向振動塊的頂部固定，頂端均通過壓力傳感器水箱的底部固定。壓電梁內(nèi)均嵌有壓電片。本發(fā)明通過調(diào)整水箱重量和質(zhì)量塊震動阻力相復(fù)合的方式改變本發(fā)明的系統(tǒng)固有頻率，從而提高發(fā)電效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于能量回收利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種波浪能發(fā)電裝置及其發(fā)電方法。

背景技術(shù)

如今，關(guān)于能源的無限需求，許多研究都集中在能量收集。這些研究的主要目的是從浪費的能源中產(chǎn)生有用的能量。海浪能源是巨大的能源之一，其能量密度高于太陽能和風(fēng)能等一些可再生資源。但是，生活中大部分的海浪能量卻沒有加以利用而是浪費掉了。由于海浪的頻率較低，因此對從這個能量資源中獲取基于振動的能量的注意力較少。

海洋探測設(shè)備如浮標(biāo)等一般是在無人值守的情況下長期工作，對于利用電池供能的設(shè)備其工作壽命受制于電池的電量，工作壽命較為有限。而利用太陽能和風(fēng)能的設(shè)備雖然可以無視壽命限制，但其發(fā)電裝置尺寸較大，裝置暴露在外，而且還受天氣的影響。波浪能是海上一種豐富的可再生能源，將其轉(zhuǎn)化為電能可以實現(xiàn)隨時和不間斷地為海洋探測設(shè)備提供能量。，

目前，現(xiàn)有技術(shù)中有許多對波浪能量進(jìn)行開發(fā)利用的研究，但現(xiàn)有的波浪能采集設(shè)備的發(fā)電效率較低，且存在核心元件暴露在外界環(huán)境中，易產(chǎn)生腐蝕的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種波浪能發(fā)電裝置及其發(fā)電方法。

本發(fā)明一種波浪能發(fā)電裝置，包括浮子外殼、水箱、排水微泵、進(jìn)水微泵、壓電梁、橫向振動塊、第一齒條、第二齒條、第三齒條、縱向振動塊、齒輪、永磁磁鋼、第一電磁鐵、第二電磁鐵、第一減震組件和壓力傳感器。所述的齒輪支承在浮子外殼的內(nèi)腔。縱向振動塊與浮子外殼的內(nèi)腔構(gòu)成滑動副。所述的第一齒條固定在縱向振動塊上。第一齒條與齒輪嚙合。第一減震組件的兩端與縱向振動塊的底端、浮子外殼內(nèi)腔的底部分別連接。

所述的永磁磁鋼位于齒輪的下方，且與浮子外殼的內(nèi)腔構(gòu)成滑動副。第二齒條固定在永磁磁鋼上，且與齒輪嚙合。第一電磁鐵及第二電磁鐵均固定在浮子外殼內(nèi)腔，且分別位于永磁磁鋼的兩端。所述的橫向振動塊與浮子外殼的內(nèi)腔構(gòu)成滑動副。所述的第三齒條與橫向振動塊固定；第三齒條與齒輪嚙合。n根壓電梁的底端均與橫向振動塊的頂部固定，頂端均固定有壓力傳感器，1≤n≤6。n根壓電梁內(nèi)均嵌有壓電片。

n個壓力傳感器與水箱的底部固定。排水微泵及進(jìn)水微泵均固定在浮子外殼的內(nèi)腔。排水微泵輸入口與水箱的底部連通。進(jìn)水微泵的輸出口與水箱的頂部連通。排水微泵的輸出口及進(jìn)水微泵的輸入口均與固定在浮子外殼上的進(jìn)出水管道內(nèi)端連通。

進(jìn)一步地，本發(fā)明一種波浪能發(fā)電裝置還包括整流器、電流傳感器、電壓傳感器。兩個整流器的輸入接口與兩個壓電片的輸出接口分別相連。兩個整流器的正極輸出端均與電池正極相連，負(fù)極輸出端均與電池負(fù)極相連。所述的電流傳感器串聯(lián)在電池正極與整流器的正極輸出端之間。電壓傳感器的兩個接線端與整流器的正極輸出端、負(fù)極輸出端分別相連。

進(jìn)一步地，本發(fā)明一種波浪能發(fā)電裝置還包括第二減震組件和第三減震組件。所述的第二減震組件包括第二彈簧和第二阻尼器。所述的第三減震組件包括第三彈簧和第三阻尼器。所述的第二彈簧及第二阻尼器的一端均與橫向振動塊的一端固定，另一端均與浮子外殼內(nèi)腔的側(cè)壁固定。所述的第三彈簧及第三阻尼器的一端均與橫向振動塊的另一端固定，另一端均與浮子外殼內(nèi)腔的側(cè)壁固定。所述的第一減震組件包括第一彈簧和第一阻尼器。第一彈簧及第一阻尼器的一端均與縱向振動塊固定，另一端均與浮子外殼內(nèi)腔的底部固定。