[发明专利]一种波浪能和太阳能互补的漂流浮标自供电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种波浪能和太阳能互补的漂流浮标自供电装置，属于可再生能源综合利用领域。

背景技术

漂流浮标是目前应用较为广泛的海洋水文气象监测平台，它是在海面或一定深度随海流漂动的浮标，用卫星或声学方法获得其位置信息，用拉格朗日法由浮标流动轨迹得到海流。漂流浮标属于抛弃式，其在海上长期连续监测无法收回和更换电池，因此漂流浮标长期持续供电是难题之一。随着科学技术的发展，现可利用的海上自然资源发电技术主要有风能、太阳能以及波浪能等，设计一种可自供电的漂流浮标装置成为了热门研究方向。

如专利号CN 205643749 U公布的一种海洋气象监测漂流浮标，其采用的供电模式是太阳能电池板供电。通过太阳能电池板输出的电压接到太阳能转换电路，通过一系列转换得到系统所需的工作电压，实现了漂流浮标的自供电。但这种漂流浮标的工作环境受到天气的限制，只能在太阳能充足的天气环境下使用，在风雨天气就失去了作用。并且由于太阳能电池板输出的电压较小，故需要多块电池板串并联才能得到系统所需的工作电压，涉及到多块太阳能电池板，故其安装结构是关键技术，而该海洋气象监测漂流浮标没有涉及说明。

如专利号CN 206054168 U公布的海洋智能发电装置。该装置包括轻质筏和重质筏。当遇到波浪时，波浪推动轻质筏上下运动，进而带动转动轴以及斜齿轮发生转动，从而使得小斜齿轮也发生转动，最终使得与其相连的第一交流发电机工作发电。同时当轻质筏和重质筏在海面水平移动时，也可以使得水轮转动，使得与其相连的第二交流发电机工作发电，另外太阳能发电电池也可以获取太阳能进行发电，最终它们工作产生的电能可以通过整流器调整电流方向后存入蓄电池中。该装置综合利用了波浪能和太阳能，能不同的天气利用不同的可再生能源发电。该发电装置的优点在于其重质筏面积大可直接将多块太阳能电池板安装在重质筏表面。但发电装置的缺点在于采用两个发电机增加了发电装置的自重，使得轻质筏和重质筏在遇到波浪时，上下运动幅度受到限制，影响了发电机的发电效率；此外该装置将太阳能电池板与重质筏安装在一起，会导致重质筏上下运动时太阳能电池板受到海水，长期以往会影响太阳能电池板的使用寿命。考虑到漂流浮标的空间以及漂流特性，海洋智能发电装置不适合应用到漂流浮标上。

发明内容

本发明为了解决漂流浮标长期供电的技术难题以及现有技术的局限性，提供了一种波浪能和太阳能互补的漂流浮标自供电装置。该装置不仅有效的解决了发电机自重影响波浪能捕获的缺陷，而且解决了太阳能发电部分和波浪能发电机部分互相干扰的问题，实现了漂流浮标在不同天气下长期供电的目的。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种波浪能和太阳能互补的漂流浮标自供电装置，包括漂流浮标主体和主体外壳，所述主体外壳内部通过隔板分为上部和下部，且所述主体外壳外部的上端罩有透明外壳；

所述漂流浮标主体包括太阳能电池板发电部分、波浪能发电部分以及控制器部分，所述太阳能电池板发电部分包括太阳能电池板，所述太阳能电池板设置于透明外壳中；

所述波浪能发电部分包括波浪能捕获机构和圆筒型永磁直线发电机，所述圆筒型永磁直线发电机设置于主体外壳中的上部，所述圆筒型永磁直线发电机包括运动轴，所述运动轴上设置有两种极性相反的永磁体，所述两种极性相反的永磁体间隔分布在运动轴上，所述运动轴上极性相反的永磁体之间安装有动子磁轭，且所述运动轴的外周安装有绕组；所述运动轴的下端还连接有拉簧，所述拉簧一端连接运动轴，所述拉簧的另一端连接主体外壳内部的隔板；所述波浪能捕获机构包括浮子和固定缸体，所述固定缸体与主体外壳连接，且固定缸体处于主体外壳上部的外侧；所述固定缸体中转动安装有圆盘，所述圆盘上开设有轴孔，所述圆盘通过轴孔过盈配合连接有转轴，所述转轴水平设置，且转轴伸入主体外壳中，所述转轴远离圆盘的一端转动安装有盘形凸轮，且所述盘形凸轮位于圆筒型永磁直线发电机运动轴的下侧；所述浮子下端安装有运动杆，所述运动杆竖直设置，且所述运动杆伸入固定缸体中；所述圆盘上通过销一和销二连接有连杆，所述销一位于圆盘的边缘和连杆的一端端口，所述销二位于圆盘的中心和连杆的中心，所述连杆远离销一的端口通过销三连接运动杆远离浮子的端口；

所述控制器部分设置于主体外壳的下部，所述控制器部分包括CPU、用于将波浪能发电部分交流电转换为直流电的AC/DC转换模块、电源管理模块和用于存储电能的蓄电池，所述电源管理模块用于管理波浪能发电部分和太阳能电池板输出的电能，并通过稳压滤波处理后输入到蓄电池；