[發明專利]一種基于摩擦納米發電機的波浪能高效發電裝置

有效

• 申請號: 201811261843.1
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109088562B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 徐敏義;牛胡凱;王松;張向前;安仲凱
• 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: 唐楠;李洪福

本發明公開了一種基于摩擦納米發電機的柔性仿生水草波浪能采集裝置，包括摩擦納米發電機單元、電路管理單元和電容器；所述摩擦納米發電機單元與所述電路管理單元連接，所述電路管理單元與所述電容器連接；所述摩擦納米發電機單元呈細長條帶狀。本發明采用柔性結構設計的摩擦納米發電機單元，在波浪運動下對于低頻率的波浪能具有良好的收集效果；采用的摩擦納米發電機單元，可以根據發明需求靈活設計尺寸，增強發電性能，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波浪能發電網絡系統，從而大大的提高了海洋波浪能收集效率，本發明結構簡單、疏水性良好,而且可以減少海水腐蝕對裝置輸出性能的影響。

技術領域

本發明涉及海洋波浪能發電技術領域，具體地說是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

我國在《可再生能源中長期發展規劃》中提出，把積極推進海洋能的開發利用作為重點發展領域，而波浪能是一種品位高、能流密度大、分布范圍廣的海洋能。因為波浪運動的隨機性、不穩定性和低頻性，傳統的電磁感應發電機在收集波浪能時，輸出性能在幅值、頻率及相位方面均存在一定缺陷。面對豐富的海洋藍色能源，如何高效的收集波浪能，并在智慧海洋傳感網絡中加以應用，是目前專家和學者們研究關注的重點。

發明內容

根據上述提出的技術問題，而提供一種基于摩擦納米發電機的波浪能高效發電裝置。本發明采用的技術手段如下：

一種基于摩擦納米發電機的柔性仿生水草波浪能采集裝置，包括摩擦納米發電機單元、電路管理單元和電容器；

所述摩擦納米發電機單元與所述電路管理單元連接，所述電路管理單元與所述電容器連接；

所述摩擦納米發電機單元呈細長條帶狀，所述的摩擦納米發電機單元包括柔性密封單元、摩擦納米發電機Ⅰ、摩擦納米發電機Ⅱ和設置在所述摩擦納米發電機Ⅰ與所述摩擦納米發電機Ⅱ之間的支撐層，所述摩擦納米發電機Ⅰ、摩擦納米發電機Ⅱ、所述支撐層均密封在所述柔性密封單元內；所述摩擦納米發電機Ⅰ和所述摩擦納米發電機Ⅱ均包括電極層、介電層和金屬層，所述電極層與所述金屬層均為導電材料制成，且所述介電層與所述金屬層摩擦后可產生電荷；所述電極層的一側與所述柔性密封單元貼合，所述介電層與所述電極層的另一側貼合，所述金屬層與所述支撐層貼合，所述介電層與所述金屬層之間具有空隙；

所述的電路管理單元包括整流橋Ⅰ、整流橋Ⅱ、開關Ⅰ、開關Ⅱ和電容器；

所述摩擦納米發電機Ⅰ與所述整流橋Ⅰ連接，所述整流橋Ⅰ的正極通過所述開關Ⅰ與所述電容器的一端連接，所述整流橋Ⅰ的負極與所述電容器的另一端連接；

所述摩擦納米發電機Ⅱ與所述整流橋Ⅱ連接，所述整流橋Ⅱ的正極通過所述開關Ⅱ與所述電容器的一端連接，所述整流橋Ⅱ的負極與所述電容器的另一端連接。

所述電容器的兩端可與負載的兩端連接，為所述負載提供電能。

所述的金屬層和支撐層可根據輸出性能要求設計不同長寬比。

所述的電極層和所述金屬層均為銅膜，或其他導電材料薄膜；所述的介電層為PTFE薄膜，或其他電負性良好的介電材料。

所述介電層的外表面和所述金屬層的外表面均經由納米刻蝕，以增強摩擦納米發電機單元的輸出性能。

所述支撐層為聚甲醛薄片，或其他彈塑性較好的高分子材料。

所述的柔性密封單元為硅樹脂材料制成，或其他疏水性較好的高分子材料制成。

所述一種基于摩擦納米發電機的柔性仿生水草波浪能采集裝置可具有多個摩擦納米發電機單元和多個電路管理單元，每個所述摩擦納米發電機單元均連接有一個電路管理單元，且多個電路管理單元均與所述電容器連接。即多個摩擦納米發電機單元并聯。