[发明专利]一种基于压电材料的波浪能发电装置

说明书

本发明公开了一种基于压电材料的波浪能发电装置，包括外壳、压电材料和滚珠；外壳内部设有封闭的轨道槽，压电材料铺设于轨道槽的表面，滚珠放置于轨道槽内，滚珠于压电材料上的滚动用于触发压电材料发电；在进行应用时，可将波浪能发电装置安装于海洋探测设备内，海洋探测设备会在海中行驶，所以在波浪驱使波浪能发电装置运动的过程中，滚珠将在轨道槽压电材料上滚动产生电能，即此方案不但结构简单，而且发电结构不外露，工作稳定性高、可靠性强，实现了不同海域、不同浪况下的发电，在利用此装置对海洋探测设备进行供电后，可切实解决现有海洋探测和观测设备续航时间短的问题。

技术领域

本发明涉及发电装置的技术领域，特别涉及一种基于压电材料的波浪能发电装置。

背景技术

海洋占据了地球表面70％以上的面积，内部蕴藏着丰富的资源。各国科研人员借助海洋探测装备(例如AUV)一直进行着海洋资源的观测、探测活动，在海洋资源的探测过程中遇到的主要难题之一是AUV等装备的长期供电问题。目前已经投入使用的AUV绝大部分只能实现短期的海洋观测，所携带能源难以满足长期海洋观测活动的需要；远洋与深海活动中所使用的装备，如航行器，也面临长期供电难的问题。针对上述问题，如何实现就近取能、为海洋装备供电，具有紧迫的现实意义。

波浪能被认为是海洋资源中具有较高开发价值的能源之一，是目前沿海国家和地区研究的热点之一。岸基固定式和近海浮式波浪能发电技术日趋成熟，如振荡水柱式波浪能发电装置将波浪能转换为气轮机的动能，带动电机转换为电能，此外还有其他类型的波浪能发电装置，如摆式波浪能发电装置、筏式波浪能发电装置、直驱式波浪能发电装置。

风能发电属于目前发展比较成熟的技术，发达、发展中国家都将风能作为可利用的可再生能源之一。风能发电装置将风能转化为风机的动能，进而推动发电机转换为电能。海洋环境拥有着远高于陆地的风能资源，可以利用风能实现对海洋装备的供能。

太阳能发电装置利用具有光电化学反应的器件，将太阳能直接转换为电能。太阳能的能量来源于太阳，属于可再生能源，能源储量大，太阳能发电装置造价便宜，借助太阳能对海洋装备进行供能被证实是可行的。

此外，海洋环境中可以利用的能量形式还有潮汐能、盐差能、温差能等形式，但是由于这些能量形式的可开发价值较风能、波浪能小，目前并不是研究热点。

但传统的波浪能、风能发电装置结构比较复杂，造价较高，工作时需要系泊系统进行定位，也不能在极端恶劣的海洋环境下(比如台风)工作，更难以满足为移动型海洋装备供能的要求。太阳能发电装置与风能、波浪能发电装置相比虽然造价简单，但是其功率密度低，且受日照强度、日照时间等因素影响，在夜晚、阴雨天、非表层海水等环境下没有发电效果，难以满足为海洋观测装备长期供能的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于压电材料的波浪能发电装置，以解决现有海洋探测设备续航时间短的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于压电材料的波浪能发电装置，包括外壳、压电材料和滚珠；所述外壳内部设有封闭的轨道槽，所述压电材料铺设于所述轨道槽的表面，所述滚珠放置于所述轨道槽内，所述滚珠于所述压电材料上的滚动用于触发所述压电材料发电。

其特征在于，所述外壳为圆环状，所述轨道槽为弧形状。

其特征在于，所述轨道槽为多条，多条所述轨道槽沿所述外壳的形状轨迹排列布置为环状，多条所述轨道槽内均设有所述压电材料和所述滚珠。

其特征在于，所述轨道槽的截面为圆形，所述压电材料在所述轨道槽的内壁呈周向铺设一圈。

其特征在于，所述外壳包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体拼接围成所述轨道槽；所述压电材料包括第一压电层和第二压电层，所述第一压电层设于所述第一壳体用于围成所述轨道槽的部位内，所述第二压电层设于所述第二壳体用于围成所述轨道槽的部位内。