[发明专利]一种波浪能发电装置及其发电方法有效

专利信息
申请号: 201811227860.3 申请日: 2018-10-22
公开(公告)号: CN109236545B 公开(公告)日: 2020-05-05
发明(设计)人: 许明;何龙;陈国金 申请(专利权)人: 杭州电子科技大学
主分类号: F03B13/18 分类号: F03B13/18;F03B11/00;H02N2/18
代理公司: 杭州君度专利代理事务所(特殊普通合伙) 33240 代理人: 黄前泽
地址: 310018 浙*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 波浪 发电 装置 及其 方法
【说明书】:

发明公开了一种波浪能发电装置及其发电方法。现有的波浪能采集设备的发电效率较低,且存在核心元件暴露在外界环境中的问题。本发明一种波浪能发电装置,包括浮子外壳、水箱、排水微泵、进水微泵、压电梁、横向振动块、第一齿条、第二齿条、第三齿条、纵向振动块、齿轮、永磁磁钢、第一电磁铁、第二电磁铁、第一减震组件和压力传感器。纵向振动块上的第一齿条、横向振动块上的第二齿条及永磁磁钢上的第三齿条均与齿轮啮合。n根压电梁的底端均与横向振动块的顶部固定,顶端均通过压力传感器水箱的底部固定。压电梁内均嵌有压电片。本发明通过调整水箱重量和质量块震动阻力相复合的方式改变本发明的系统固有频率,从而提高发电效率。

技术领域

本发明属于能量回收利用技术领域,具体涉及一种波浪能发电装置及其发电方法。

背景技术

如今,关于能源的无限需求,许多研究都集中在能量收集。这些研究的主要目的是从浪费的能源中产生有用的能量。海浪能源是巨大的能源之一,其能量密度高于太阳能和风能等一些可再生资源。但是,生活中大部分的海浪能量却没有加以利用而是浪费掉了。由于海浪的频率较低,因此对从这个能量资源中获取基于振动的能量的注意力较少。

海洋探测设备如浮标等一般是在无人值守的情况下长期工作,对于利用电池供能的设备其工作寿命受制于电池的电量,工作寿命较为有限。而利用太阳能和风能的设备虽然可以无视寿命限制,但其发电装置尺寸较大,装置暴露在外,而且还受天气的影响。波浪能是海上一种丰富的可再生能源,将其转化为电能可以实现随时和不间断地为海洋探测设备提供能量。,

目前,现有技术中有许多对波浪能量进行开发利用的研究,但现有的波浪能采集设备的发电效率较低,且存在核心元件暴露在外界环境中,易产生腐蚀的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种波浪能发电装置及其发电方法。

本发明一种波浪能发电装置,包括浮子外壳、水箱、排水微泵、进水微泵、压电梁、横向振动块、第一齿条、第二齿条、第三齿条、纵向振动块、齿轮、永磁磁钢、第一电磁铁、第二电磁铁、第一减震组件和压力传感器。所述的齿轮支承在浮子外壳的内腔。纵向振动块与浮子外壳的内腔构成滑动副。所述的第一齿条固定在纵向振动块上。第一齿条与齿轮啮合。第一减震组件的两端与纵向振动块的底端、浮子外壳内腔的底部分别连接。

所述的永磁磁钢位于齿轮的下方,且与浮子外壳的内腔构成滑动副。第二齿条固定在永磁磁钢上,且与齿轮啮合。第一电磁铁及第二电磁铁均固定在浮子外壳内腔,且分别位于永磁磁钢的两端。所述的横向振动块与浮子外壳的内腔构成滑动副。所述的第三齿条与横向振动块固定;第三齿条与齿轮啮合。n根压电梁的底端均与横向振动块的顶部固定,顶端均固定有压力传感器,1≤n≤6。n根压电梁内均嵌有压电片。

n个压力传感器与水箱的底部固定。排水微泵及进水微泵均固定在浮子外壳的内腔。排水微泵输入口与水箱的底部连通。进水微泵的输出口与水箱的顶部连通。排水微泵的输出口及进水微泵的输入口均与固定在浮子外壳上的进出水管道内端连通。

进一步地,本发明一种波浪能发电装置还包括整流器、电流传感器、电压传感器。两个整流器的输入接口与两个压电片的输出接口分别相连。两个整流器的正极输出端均与电池正极相连,负极输出端均与电池负极相连。所述的电流传感器串联在电池正极与整流器的正极输出端之间。电压传感器的两个接线端与整流器的正极输出端、负极输出端分别相连。

进一步地,本发明一种波浪能发电装置还包括第二减震组件和第三减震组件。所述的第二减震组件包括第二弹簧和第二阻尼器。所述的第三减震组件包括第三弹簧和第三阻尼器。所述的第二弹簧及第二阻尼器的一端均与横向振动块的一端固定,另一端均与浮子外壳内腔的侧壁固定。所述的第三弹簧及第三阻尼器的一端均与横向振动块的另一端固定,另一端均与浮子外壳内腔的侧壁固定。所述的第一减震组件包括第一弹簧和第一阻尼器。第一弹簧及第一阻尼器的一端均与纵向振动块固定,另一端均与浮子外壳内腔的底部固定。

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