一種波浪能轉化為電能的裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于能源利用工程技術領域，涉及一種波浪能轉化為電能的裝置，外殼與內殼焊接為一體，內殼通過滾動軸承與中心軸固定連接，中心軸與輪轂焊接為一體，輪轂的外圓周的弧狀凸起與壓電片的頂部設置的半球形凸起相切，電路板焊接固定于內殼的內側；儲電單元由蓄電池構成，蓄電池經整流芯片與電路板電連接，蓄電池經光控開關與LED燈管電連接，光控開關的敏感點設置在LED燈管的上面的透明結構的內殼上，外殼的底部通過固定繩與海底固定物固定相連；其整體結構簡單，安裝靈便，應用靈活，體積輕，應用范圍廣，漂浮在海平面上，不破壞海洋生態(tài)，不影響海洋交通，發(fā)電效率高且為海平面上的裝飾景觀。
【專利說明】
一種波浪能轉化為電能的裝置
技術領域
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[0001]本發(fā)明屬于能源利用工程技術領域，涉及一種波浪能轉化為電能的裝置，將其置于海洋條件下風浪環(huán)境中能將波浪能轉化為電能，特別適合于海上航標的自動供電。
【背景技術】
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[0002]隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境污染以及能源短缺問題日益突出。新能源的開發(fā)利用受到越來越高的重視，對于波浪能的利用，雖然已出現(xiàn)多種形式的波浪能發(fā)電裝置且各有特點，但距大規(guī)模開發(fā)應用仍有一定距離。目前，現(xiàn)有技術中的波浪能發(fā)電裝置，一般包括“點頭鴨”式、振蕩水柱式、三叉戟式、海狗式、收縮波道式和利用對稱翼透平的航標燈等，我國還研制了一種振蕩浮子岸式波浪能轉換裝置，把振蕩浮子當作波浪能的吸收載體，然后將浮子吸收的能量通過一個液壓裝置轉換出去，再通過驅動電機進行發(fā)電。通常，所能收集到的波浪能和暴風時所具有的波浪能相差幾個數量級，為了提高單次波浪利用率，人們將單個裝置制造得很大，當風暴來臨時，它的力度往往超出其設備結構和材料的應力，造成裝置被破壞。因此，從國內外波浪能發(fā)電的試驗或應用來看，由于海洋環(huán)境的復雜性和波浪能的多變性，現(xiàn)有的大多數波浪能發(fā)電裝置普遍沒有達到預期的效果，主要表現(xiàn)在設計的裝置結構復雜，安裝困難，能量收集較分散，能源輸出不穩(wěn)定，能源利用率低等問題，而且波浪能利用技術多年來一直進展緩慢，目前尚未取得關鍵性的突破。對波浪能儲量估算是計算波浪沿海岸消散功率，大洋波浪具有更大的功率，開發(fā)前景相當廣闊，已成為世界各主要沿海岸線國家爭相研究開發(fā)的焦點。因此，設計一種波浪能轉化為電能的裝置，基于不破壞生態(tài)不影響海上運輸的前提，開發(fā)可大規(guī)模應用的波浪能發(fā)電技術具有非常重大的戰(zhàn)略意義。
【發(fā)明內容】
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[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的缺點，尋求設計一種波浪能轉化為電能的裝置，解決現(xiàn)有波浪能發(fā)電裝置結構復雜，體積巨大，安裝困難，應用不靈活，效率低的問題。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述的波浪能轉化為電能的裝置的主體結構包括能量收集單元、能量轉化單元和儲電單元三個功能部分，能量收集單元由外殼構成，外殼正面為光滑的弧面結構，側面為水滴型;能量轉化單元由內殼、輪轂、中心軸、滾動軸承、壓電片、電路板、LED燈管、固定繩、整流芯片和光控開關機電連通組合構成;外殼與空腔式結構的內殼焊接為一體，內殼內部分別設置有輪轂、中心軸、滾動軸承、壓電片、電路板和整流芯片，內殼通過滾動軸承與中心軸固定連接，中心軸與輪轂焊接為一體，輪轂的外圓周上設有弧狀凸起，弧狀凸起展開后的側面為正弦曲線，輪轂的外圓周的弧狀凸起與壓電片的頂部設置的半球形凸起相切，電路板焊接固定于內殼的內側;儲電單元由蓄電池構成，蓄電池經整流芯片與電路板電連接，蓄電池經光控開關與LED燈管電連接，光控開關的敏感點設置在LED燈管的上面的透明結構的內殼上，外殼的底部通過固定繩與海底固定物固定相連。
[0005]本發(fā)明的工作原理是:通過光滑的外殼進行波浪能的收集，并通過一次轉化裝置將波浪能轉化成動能，然后利用壓電效應再通過二次轉化裝置將動能轉化為電能，并將電能儲存在蓄電池中供用電設備使用。
[0006]本發(fā)明實現(xiàn)發(fā)電的具體工藝過程是:當波浪擊打外殼時，由外殼吸收波浪能，外殼帶動內殼且內殼帶動壓電片繞中心軸水平旋轉運動，壓電片與輪轂之間產生相對運動，壓電片與輪轂之間周期性的點接觸產生電荷并形成電流，電流經整流芯片導入蓄電池，蓄電池為LED燈管提供電量，并通過導線向外界輸送多余的電量；由光控開關控制LED燈管，當外界光強度低或者無光時，光控開關自動啟動，LED燈管亮起，當外界光強度高時，光控開關關閉，LED燈管熄滅，實現(xiàn)波浪能轉化為電能并為海上設備供電。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其裝置的整體結構簡單，安裝靈便，應用靈活，體積輕，應用范圍廣，漂浮在海平面上，不破壞海洋生態(tài)，不影響海洋交通，發(fā)電效率高且為海平面上的裝飾景觀。
【附圖說明】
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[0008]圖1為本發(fā)明的主體結構橫向剖視原理示意圖。
[0009]圖2為本發(fā)明的主體結構縱向剖視原理示意圖。
【具體實施方式】
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[0010]下面通過實施例并結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。
[0011]實施例:
[0012]本實施例的主體結構包括能量收集單元、能量轉化單元和儲電單元三個功能部分，能量收集單元由外殼I構成，外殼I正面為光滑的弧面結構，側面為水滴狀結構；能量轉化單元由內殼2、輪轂3、中心軸4、滾動軸承5、壓電片6、電路板7、LED燈管9、固定繩1、整流芯片11和光控開關12機電連通組合構成;夕卜殼I與空腔式結構的內殼2焊接為一體，內殼2內部分別設置有輪轂3、中心軸4、滾動軸承5、壓電片6、電路板7和整流芯片11，內殼2通過滾動軸承5與中心軸4固定連接，中心軸4與輪轂3焊接為一體，輪轂3的外圓周上設有弧狀凸起，弧狀凸起展開后的側面為正弦曲線，輪轂3的外圓周的弧狀凸起與壓電片6的頂部設置的半球形凸起相切，電路板7焊接固定于內殼2的內側;儲電單元由蓄電池8構成，蓄電池8經整流芯片11與電路板7電連接，蓄電池8經光控開關12與LED燈管9電連接，光控開關12的敏感點設置在LED燈管9的上面的透明結構的內殼2上，外殼I的底部通過固定繩10與海底固定物固定相連，使外殼I在海洋水平面上能隨風浪移動而不遠距離漂移。
[0013]本實施例的具體發(fā)電工藝過程是:當波浪擊打外殼I時，由外殼I吸收波浪能，外殼I帶動內殼2且內殼2帶動壓電片6繞中心軸4水平旋轉運動，壓電片6與輪轂3之間產生相對運動，壓電片6與輪轂3之間周期性的點接觸產生電荷并形成電流，電流經整流芯片11導入蓄電池8，蓄電池8為LED燈管9提供電量，并通過導線向外界輸送多余的電量；由光控開關12控制LED燈管9，當外界光強度低或者無光時，光控開關12自動啟動，LED燈管9亮起，當外界光強度高時，光控開關12關閉，LED燈管9熄滅，實現(xiàn)波浪能轉化為電能并為海上設備供電。
【主權項】
1.一種波浪能轉化為電能的裝置，其特征是主體結構包括能量收集單元、能量轉化單元和儲電單元三個功能部分，能量收集單元由外殼構成，外殼正面為光滑的弧面結構，側面為水滴型；能量轉化單元由內殼、輪轂、中心軸、滾動軸承、壓電片、電路板、LED燈管、固定繩、整流芯片和光控開關機電連通組合構成;外殼與空腔式結構的內殼焊接為一體，內殼內部分別設置有輪轂、中心軸、滾動軸承、壓電片、電路板和整流芯片，內殼通過滾動軸承與中心軸固定連接，中心軸與輪轂焊接為一體，輪轂的外圓周上設有弧狀凸起，弧狀凸起展開后的側面為正弦曲線，輪轂的外圓周的弧狀凸起與壓電片的頂部設置的半球形凸起相切，電路板焊接固定于內殼的內側;儲電單元由蓄電池構成，蓄電池經整流芯片與電路板電連接，蓄電池經光控開關與LED燈管電連接，光控開關的敏感點設置在LED燈管的上面的透明結構的內殼上，外殼的底部通過固定繩與海底固定物固定相連。2.如權利要求1所述的波浪能轉化為電能的裝置，其特征是采用該裝置實現(xiàn)發(fā)電的具體工藝過程是:當波浪擊打外殼時，由外殼吸收波浪能，外殼帶動內殼且內殼帶動壓電片繞中心軸水平旋轉運動，壓電片與輪轂之間產生相對運動，壓電片與輪轂之間周期性的點接觸產生電荷并形成電流，電流經整流芯片導入蓄電池，蓄電池為LED燈管提供電量，并通過導線向外界輸送多余的電量；由光控開關控制LED燈管，當外界光強度低或者無光時，光控開關自動啟動，LED燈管亮起，當外界光強度高時，光控開關關閉，LED燈管熄滅，實現(xiàn)波浪能轉化為電能并為海上設備供電。
【文檔編號】F03B13/14GK105822488SQ201610290006
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月4日
【發(fā)明人】王翠蘋, 孟釗, 羅思聰, 龔英, 邴棟
【申請人】青島大學