[发明专利]一种海洋能摩擦纳米发电装置

说明书

本发明涉及一种海洋能摩擦纳米发电装置，包括摩擦棒、空心套筒、摩擦球和叶片。摩擦棒呈圆柱状，且侧壁向内凹陷形成多条环形凹槽一，环形凹槽一的外壁设置有摩擦层一。空心套筒同轴套设在摩擦棒外，空心套筒内壁向内凹陷形成多条环形凹槽二。多条环形凹槽二与多条环形凹槽一一一对应，且形成多条环形摩擦通道。若干摩擦球均布在多条环形摩擦通道内。摩擦球的直径大于摩擦棒与空心套筒之间的间隙。若干叶片圆周分布在空心套筒外壁上，叶片表面设置有摩擦层二。该装置通过集成两组发电结构，可以有效的对海洋能中横向流动的洋流能和纵向起伏的波浪能进行收集。

技术领域

本发明涉及能源收集领域，特别是涉及一种海洋能摩擦纳米发电装置。

背景技术

摩擦纳米发电机基于麦克斯韦位移电流原理，将摩擦起电和静电感应相结合，能直接将无规则的低频机械运动产生的能量高效地转化为电能，在海洋能这类清洁能源利用方面有着巨大应用前景。摩擦纳米发电机主要由两部分组成，依靠两种电负性相差很大的材料摩擦从而产生电能的摩擦部分；将交流电整流成直流电或者储存电能的电流部分。摩擦部分由电负性相差很大的两层高分子薄膜组成。得失电子差异性大更有利于电荷的产生，从而提高输出电能的效率。两层高分子薄膜附着在两个金属电极上实现发电。

现有电磁发电技术在高频能量的收集中有着较大的地位，但其在低频能量的收集中却显得有些疲软。而海洋能作为目前可利用的清洁能源，现有技术对这些能量中的低频部分的收集却很少，而且对多种形式的海洋能不能做到兼顾。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术对这些能量中的低频部分的收集却很少，而且对多种形式的海洋能不能做到兼顾的问题，提供一种海洋能摩擦纳米发电装置。

一种海洋能摩擦纳米发电装置，包括摩擦棒、空心套筒、摩擦球和叶片。摩擦棒呈圆柱状，且侧壁向内凹陷形成多条环形凹槽一，环形凹槽一的外壁设置有摩擦层一。空心套筒同轴套设在摩擦棒外，空心套筒内壁向内凹陷形成多条环形凹槽二。多条环形凹槽二与多条环形凹槽一一一对应，且形成多条环形摩擦通道。若干摩擦球均布在多条环形摩擦通道内。摩擦球的直径大于摩擦棒与空心套筒之间的间隙。其中，摩擦球与环形摩擦通道形成第一发电结构。摩擦球与环形摩擦通道形成第一发电结构；在第一发电结构中，摩擦球与环形摩擦通道的摩擦层一相对转动而摩擦发电。若干叶片(圆周分布在空心套筒外壁上，叶片表面设置有摩擦层二；摩擦层二为第二发电结构；在第二发电结构中，摩擦层二通过流体在起伏过程中与摩擦层二摩擦发电。

上述海洋能摩擦纳米发电装置通过集成两组发电结构，可以有效的对海洋能中横向流动的洋流能和纵向起伏的波浪能进行收集。其中，第一发电结构通过摩擦球与环形摩擦通道的摩擦层一相对转动而摩擦发电，第二发电结构通过海水上下起伏，扇叶与水面接触，波浪时高时低，并与摩擦层二进行摩擦，使得摩擦层二带有电荷，又由于波浪的高低使得与摩擦层二的接触面积发生变化，导致表面电荷不屏蔽，从而产生电流。

在其中一个实施例中，发电装置还包括自检验模块，自检验模块用于：

ⅰ、连续获取叶片转动一周时，每条环形摩擦通道产生的电信号，并形成每组电信号曲线图。

ⅱ、将每组电信号曲线图进行比对，并输出比对结果。若比对结果中出现与其他组存在差异的电信号曲线图，则判定发电装置出现损坏，并在存在差异的电信号曲线图中标记出现差异的位置。

ⅲ、当判定发电装置出现损坏时，根据此后不少于三个转动周期的比对结果，判断多组存在差异的电信号曲线图中所标记出现差异的位置是否相近，是则判定在电信号曲线图中差异的位置在摩擦层一中所对应的位置出现损坏。否则判定出现差异的电信号曲线图所对应的环形摩擦通道中的摩擦球出现损坏。

在其中一个实施例中，发电装置还包括报警器。自检验模块还用于：当判定发电装置出现损坏时，发出警报以提醒工作人员对发电装置进行检修。