[發明專利]一種基于摩擦納米發電機的波浪能發電裝置及其俘能方法

在審

• 申請號: 202211614114.6
• 申請日: 2022-12-15
• 公開（公告）號: CN115839297A
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 徐振龍;王紫儀;劉逸喆;楊娜;李映暄;賀慶楷;吳雅陽;劉敬彪;王云;孟愛華;周茂瑛;孟慶華;章雪挺;田曉慶
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: F03B13/20
• 分類號: F03B13/20;H02N1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于摩擦納米發電機的波浪能發電裝置，包括殼體、安裝盤和發電機構，所述安裝盤設置在殼體內，所述發電機構設置在安裝盤上，所述發電機構包括彈簧鋼片、扇形艙室、整流橋和發電組件，所述彈簧鋼片豎直設置，兩個所述扇形艙室呈對稱結構固定在彈簧鋼片頂部的兩側，且所述扇形艙室的外側面粘貼有金屬電極，所述整流橋設置在扇形艙室內，兩組所述發電組件呈對稱結構設置在彈簧鋼片的兩側，所述發電組件包括若干呈發射狀結構排列的金屬基板，該裝置的發電組件固定連接在導電滑環上，在波浪起伏作用下，中央艙室帶動導電滑環轉動，向重力勢能低的一側擺動，使金屬基板一側壓緊另一側分離，實現波浪方向自適應，大幅提高發電效率。

技術領域

本發明涉及納米能源、利用波浪能發電技術領域，具體指一種基于摩擦納米發電機的波浪能發電裝置及其俘能方法。

背景技術

海洋約占地球總面積的71％，蘊藏著極為豐富的能源。我國擁有極長的海岸線和廣闊海洋。其中，因為海洋波浪能的能量密度較大，成為科學家們解決能源問題的聚焦點。雖然電磁式發電機在收集波浪能方面已經取得較大發展，但是其存在結構復雜，發電成本高等問題。由于海浪波動頻率較低，電磁發電機輸出電壓和功率低，而摩擦納米發電機能夠在一個較寬的頻率范圍內輸出較高電壓和功率，因此非常適合用于收集波浪能。因此，制造一種能夠高效收集波浪能量的發電機顯得尤為重要。

發明內容

為了實現上述目的，本發明提供一種基于摩擦納米發電機的波浪能發電裝置及其俘能方法，利用內部結構間的摩擦產生電能，并供給負載。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為：

一種基于摩擦納米發電機的波浪能發電裝置，包括殼體、安裝盤和發電機構，所述安裝盤設置在殼體內，所述發電機構設置在安裝盤上，所述發電機構包括彈簧鋼片、扇形艙室、整流橋和發電組件，所述彈簧鋼片豎直設置，兩個所述扇形艙室呈對稱結構固定在彈簧鋼片頂部的兩側，且所述扇形艙室的外側面粘貼有金屬電極，所述整流橋設置在扇形艙室內，兩組所述發電組件呈對稱結構設置在彈簧鋼片的兩側，所述發電組件包括若干呈發射狀結構排列的金屬基板，所述金屬基板的上表面由下往上依次貼合有絕緣膠帶、金屬電極和介電薄膜，所述金屬基板的下表面由上往下依次貼合有絕緣膠帶和金屬電極，兩組所述發電組件的發射端相互連接。

優選的，2個扇形艙室組成一個中央艙室，2個扇形艙室粘貼在彈簧鋼片兩側，艙室擋板固定在扇形艙室外側。彈簧鋼片硬度適中，保證中央艙室可在一定角度范圍內擺動。作為優選，所述安裝盤的中心處設有通孔，所述安裝盤的下表面固定有滑環座，所述滑環座沿通孔的邊緣處設置，所述滑環座內設置有導電滑環，所述發電機構設置在導電滑環上。

作為優選，所述安裝盤的上方設置有塑料基板，所述塑料基板的中心處設有環形插接座，所述環形插接座插接至導電滑環的頂部，所述兩組所述發電組件的發射端固定設置有塑料基板的中心處，所述彈簧鋼片的底端固定設置在塑料基板的中心處。

具體的，發電組件通過塑料基板下方的白色中軸與導電滑環過盈配合，導電滑環由滑環座固定連接在安裝盤上。中央艙室受重力作用引起導電滑環轉動，結合外部激勵作用，中央艙室向重力勢能低的一側擺動，通過擠壓一側金屬基板貼緊，另一側金屬基板分離而發生接觸摩擦起電，將任意方向的波浪能轉換成電能。

作為優選，所述殼體包括上殼體和下殼體，所述安裝盤的邊緣處設置有環形的連接板，所述上殼體的底端套接至連接板頂側，所述下殼體的頂端套接至連接板的底側。

優選地，中央艙室、塑料基板、安裝盤和滑環座，選擇具備精確和耐久性的類ABS立體光造型樹脂材料制成。

作為優選，所述連接板的上下兩側的連接處均設有環形槽，所述環形槽內設置有密封圈。

作為優選，所述滑環座的底側固定有頂針座，所述頂針座上安裝有彈簧頂針，所述彈簧頂針的底端抵接至下殼體的內壁。