[发明专利]一种漂浮式带有防波板的压电波浪能转换装置

说明书

技术领域

本发明属于微能量收集和海洋发电技术领域，具体涉及一种漂浮式带有防波板的压电波浪能转换装置。

背景技术

沿海地区经常会受天气影响而产生的海浪，巨大的冲击力不仅会严重影响到港口的正常作业以及检修，还会对船舶的安全航行造成威胁，为此人类修建了很多防波设施，其原理是利用设施主体阻挡波浪并利用特殊结构使波浪在防波装置前破碎，产生相互作用而将能量耗散，从而起到防御波浪，保证水域平稳，减少港内淤泥的目的。

目前防波装置主要为防波堤形式，一般有重型和轻型两种，国内外的学者对此进行了广泛的研究，如专利(公开号为CN105781857A)中提到一种与海工防波提相结合,具有消波、能量转换功能的波浪能装置，装置依附于防波堤,朝来浪方向布置,可将朝防波堤方向行进的波浪能吸收、转换为电能或其他形式的能量,一方面避免防波堤长期遭受海浪打击,延长防波堤使用寿命,另外装置吸收到的波浪能可就地转换为防波堤内工程机械等设备的用电等。但是目前使用的防波堤的体积都过于庞大，建造和维修都十分不方便。此外，当波浪被防波装置阻挡后，能量有三个去向：一部分被耗散掉，一小部分因反射作用返回大海，其余的部分对防波装置造成冲击，这部分能量是可以被收集利用的。海洋能指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源,主要有潮汐能、波浪能、海水盐差能和海水温差能。其中,波浪能以机械能形式出现,是品位最高的海洋能,受时间限制相对较小,其能流密度最大,分布最为广泛。据世界能源委员会的调查显示,全球可利用的波浪能达到二十亿千瓦,相当于目前世界发电能量的2倍，因此,世界各海洋大国均十分重视波浪能的研究利用，但目前能够收集并进行能量装换的装置大多为机械结构，效率和波浪能利用率都很低。

所以我们需要设计一种既能将波浪能合理收集和利用，并且装置轻便小巧、操作简单的防波装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种漂浮式带有防护板的压电波浪能转换装置，该装置可以解决目前简单防波装置对能量利用率较低、机械结构能量转化装置发电效率低的问题

本发明的目的是这样实现的：

一种漂浮式带有防波板的压电波浪能转换装置，包括锚块1、系泊线2、漂浮底座3、防波板4、加固筋5、能量捕获体6、支撑杆7，所述的能量捕获体6由质量块6-1、压电体6-2、中心架6-3、悬臂梁6-4组成，能量捕获体6位于防波板4的正前方，能量捕获体6通过支撑杆7与防波板4、漂浮底座3固定连接；中心架6-3为正多面体，中心架6-3的底面平行于漂浮底座3的上表面，中心架6-3的侧面平行于防波板4的板面；中心架6-3的每个面的垂直向外方向上分别安装一个悬臂梁6-4，压电体6-2分别固定在悬臂梁6-4的上、下表面或其中一个表面上且紧邻中心架6-3；中心架6-3的每个顶点上分别安装有一个支撑杆7，中心架6-3通过支撑杆7和防波板4或和漂浮底座3固定连接。

所述的每个悬梁臂6-4的末端的上表面即远离中心架6-3的方向上分别安装形状和质量相同的质量块6-1，质量块6-1、压电体6-2的宽度等于悬臂梁6-4的宽度，质量块6-1、压电体6-2的长度小于悬臂梁6-4的长度。

所述的中心架6-3的每个顶点上分别安装有一个支撑杆7，中心架6-3通过支撑杆7和防波板4、漂浮底座3固定连接。

所述的悬臂梁6-4的宽度小于中心架6-3的边长，悬梁臂6-4的长度小于中心架6-3与防波板4之间的距离。

所述的漂浮底座3通过系泊线2与锚块1连接。

所述的防波板4的侧面平行于中心架6-3的表面，防波板4的底面平行于漂浮底座3的上表面且与漂浮底座3固定相连，防波板4的宽度不超过漂浮底座3的宽度，防波板4的左右两端分别通过一根加固筋5与漂浮底座3固定相连。

所述的防波板4为开有阵列圆孔的薄板，圆孔的数量和大小取决于防波板4的大小。

所述的中心架6-3的面数等于悬梁臂6-4的数量，中心架6-3的面数与悬梁臂6-4的数量均为大于等于2的偶数，中心架6-3的面数大于等于悬梁臂6-4的数量。

所述的漂浮底座3的形状为倒置四棱台。

本发明的有益效果在于：

本装置采用防波板4与压电陶瓷发电装置结合的方式，既起到了削减波浪的作用，又达到了将对防波装置造成冲击的能量再利用的效果；采用锚块1、系泊线2与漂浮底座3的组合，使装置既能够漂浮在指定位置而不随海浪随意漂走，又使装置具有可移动、安装不受海域限制的特点；采用多对悬臂梁结构，实现了对多个方向波浪能的同时捕获，提高了波浪能的利用率。