CN111800033A - 一种海洋能发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海洋能发电装置，涉及开发新能源技术领域，包括：若干个介电弹性体发电模块、底座和蓄电装置，底座中设置有封闭的腔体，蓄电装置设置于腔体内；各介电弹性体发电模块均包括一个介电弹性体，介电弹性体的一端固定于底座上，另一端沿远离底座的方向延伸，介电弹性体发电模块用于将海洋内水流动的动能转化为电能，介电弹性体发电模块与蓄电装置电连接，本发明提供的海洋能发电装置的各项性能均优于传统的海洋能发电设备。
Description
技术领域
本发明涉及开发新能源技术领域，特别是涉及一种海洋能发电装置。
背景技术
人类对能源的需求越来越大，为克服传统化石能源的局限性，各国都在竭力发展自己的新能源技术，力求在新能源技术革新中抢占先机。我国拥有的海岸线长，充分利用海洋能资源是我国清洁能源的重要发展方向；现有的海洋能发电设备，存在机械转换器多、刚度大、易腐蚀和稳定性差的缺陷，因此，亟需一种新型的海洋能发电装置。
介电弹性体作为一种新型电活性软体功能材料，因具有柔性好、弹性变形大、变形所需外力小、比能密度和能量转换效率高等多项优点，对自然界的可再生能源收集具有巨大的应用潜能。当介电弹性体的上下表面涂覆柔性电极并施加一定电压后，它会在静电力的作用下发生形变，厚度减小，电压的电能转换为弹性体的机械能。反之，通过外力使涂覆柔性电极的介电弹性体膜状基材产生较大形变，在极化的状态下，当弹性体恢复原状时，外力的机械能转换为电能。
发明内容
本发明的目的是提供一种海洋能发电装置，以解决上述现有技术存在的问题，提高了海洋能发电装置的各项性能。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种海洋能发电装置，包括：若干个介电弹性体发电模块、底座和蓄电装置，所述底座中设置有封闭的腔体，所述蓄电装置设置于所述腔体内；各所述介电弹性体发电模块均包括一个介电弹性体，所述介电弹性体的一端固定于所述底座上，另一端沿远离所述底座的方向延伸，所述介电弹性体发电模块用于将海洋内水流动的动能转化为电能，所述介电弹性体发电模块与所述蓄电装置电连接。
优选的，所述介电弹性体发电模块还包括支撑柱，所述支撑柱的一端固定设置于所述底座上，所述介电弹性体为带有一开口的气囊式结构，所述介电弹性体带有开口的一端固定套设于所述支撑柱远离所述底座的一端。
优选的，所述介电弹性体发电模块还包括密封条，所述支撑柱与所述介电弹性体连接处通过所述密封条做密封处理。
优选的，所述底座上设置有若干个凹槽，各所述支撑柱均插接于一个所述凹槽内，一个所述支撑柱对应一个所述凹槽。
优选的，所述介电弹性体由两面涂覆有柔性电极的硅胶膜或者橡胶模制成。
优选的，还包括若干条锚链，所述锚链固定连接于所述底座上，所述锚链用于将所述底座锚固于水底。
优选的，所述底座包括底板和敞口的壳体，所述底板与所述壳体敞口的边沿固定连接形成所述腔体，且所述壳体与所述底板的连接处做密封处理。
优选的，所述底座呈半球形，所述底座的球面朝上，各所述介电弹性体发电模块中的所述介电弹性体均匀的布设于所述底座的外壁上。
优选的，所述介电弹性体发电模块还包括偏置电源，所述偏置电源设置于所述腔体内，所述偏置电源与所述介电弹性体发电模块电连接。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供了一种海洋能发电装置，包括：若干个介电弹性体发电模块、底座和蓄电装置，本装置适用于海洋等流动的水中，在水动力的作用下，介电弹性体发生弹性变形，介电弹性体由于伸长或缩短导致自身厚度发生变化；当为介电弹性体施加初始电压后，由于介电弹性体两面电荷的距离变化，会导致电场力做功，将介电弹性体的弹性势能转换为电能储存在蓄电装置中，从而完成海洋能的采集，本装置结构简单、成本低且电能转换效率高，克服了传统海洋能发电设备中的机械转换器多、易腐蚀和稳定性差等缺点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的海洋能发电装置的结构示意图；
图2为介电弹性体发电模块受力运动时序示意图(原状-拉伸-回弹)；
图3和图4为介电弹性体发电模块发电原理图(图3为介电弹性体受力拉伸状态图，图4为介电弹性体回弹发电状态图)；
图中：1-介电弹性体发电模块、101-介电弹性体、102-密封条、103-支撑柱、104-偏置电源、2-壳体、3-蓄电装置、4-底板、5-导线、6-锚链。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种海洋能发电装置，以解决现有技术存在的问题，提高了海洋能发电装置的各项性能。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种海洋能发电装置，如图1～4所示，包括：若干个介电弹性体发电模块1、底座和蓄电装置3，底座中设置有封闭的腔体，蓄电装置3设置于腔体内；各介电弹性体发电模块1均包括一个介电弹性体101，介电弹性体101的一端固定于底座上，另一端沿远离底座的方向延伸，介电弹性体发电模块1用于将海洋内水流动的动能转化为电能，介电弹性体发电模块1与蓄电装置3电连接；
本装置适用于海洋等流动的水中，在水动力的作用下，介电弹性体101发生弹性变形，介电弹性体101由于伸长或缩短导致自身厚度发生变化；当为介电弹性体101施加初始电压后，由于介电弹性体101两面电荷的距离变化，会导致电场力做功，将介电弹性体101的弹性势能转换为电能储存在蓄电装置3中，从而完成海洋能的采集，本装置结构简单、成本低且电能转换效率高，克服了传统海洋能发电设备中的机械转换器多、易腐蚀和稳定性差等缺点。
进一步的，介电弹性体发电模块1还包括支撑柱103，支撑柱103的一端固定设置于底座上，介电弹性体101为带有一开口的气囊式结构，介电弹性体101带有开口的一端固定套设于支撑柱103远离底座的一端，支撑柱103用于支撑气囊式的介电弹性体101。
进一步的，介电弹性体发电模块1还包括密封条102，支撑柱103与介电弹性体101连接处通过密封条102做密封处理，防止气囊式的介电弹性体101内进水，影响本装置的使用寿命。
进一步的，底座上设置有若干个凹槽，支撑柱103插接于凹槽内，支撑柱103优选为碳纤维材料，采用过盈配合的方式将支撑柱103卡紧于凹槽内，保证底座中腔体的密封性，且本装置中的所有组件的连接处均做密封处理，防止进水漏电。
进一步的，介电弹性体101由两面涂覆有柔性电极的硅胶膜或者橡胶模制成。
进一步的，还包括若干条锚链6，锚链6固定连接于底座上，锚链6用于将底座锚固于水底，优选为两条。
进一步的，底座包括底板4和敞口的壳体2，底板4和壳体2采用聚氯乙烯塑料制成，底板4与壳体2敞口的边沿固定连接形成腔体，且壳体2与底板4的连接处做密封处理。
进一步的，底座呈半球形，底座的球面朝上，各介电弹性体发电模块1中的介电弹性体101均匀的布设于底座的外壁上，球形外壁符合水流动的趋势，对流动的水起到一定的导向作用，且整个装置的外形类似于水草，具有良好的隐蔽性，能够与海洋环境更好的融合，减少对海洋环境的破坏。
进一步的，介电弹性体发电模块1还包括偏置电源104，偏置电源104设置于腔体内，偏置电源104与介电弹性体发电模块1电连接，偏置电源104能够为介电弹性体101提供初始电荷。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种海洋能发电装置，其特征在于：包括：若干个介电弹性体发电模块、底座和蓄电装置，所述底座中设置有封闭的腔体，所述蓄电装置设置于所述腔体内；各所述介电弹性体发电模块均包括一个介电弹性体，所述介电弹性体的一端固定于所述底座上，另一端沿远离所述底座的方向延伸，所述介电弹性体发电模块用于将海洋内水流动的动能转化为电能，所述介电弹性体发电模块与所述蓄电装置电连接。
2.根据权利要求1所述的海洋能发电装置，其特征在于：所述介电弹性体发电模块还包括支撑柱，所述支撑柱的一端固定设置于所述底座上，所述介电弹性体为带有一开口的气囊式结构，所述介电弹性体带有开口的一端固定套设于所述支撑柱远离所述底座的一端。
3.根据权利要求2所述的海洋能发电装置，其特征在于：所述介电弹性体发电模块还包括密封条，所述支撑柱与所述介电弹性体连接处通过所述密封条做密封处理。
4.根据权利要求2所述的海洋能发电装置，其特征在于：所述底座上设置有若干个凹槽，各所述支撑柱均插接于一个所述凹槽内，一个所述支撑柱对应一个所述凹槽。
5.根据权利要求1所述的海洋能发电装置，其特征在于：所述介电弹性体由两面涂覆有柔性电极的硅胶膜或者橡胶模制成。
6.根据权利要求1所述的海洋能发电装置，其特征在于：还包括若干条锚链，所述锚链固定连接于所述底座上，所述锚链用于将所述底座锚固于水底。
7.根据权利要求1所述的海洋能发电装置，其特征在于：所述底座包括底板和敞口的壳体，所述底板与所述壳体敞口的边沿固定连接形成所述腔体，且所述壳体与所述底板的连接处做密封处理。
8.根据权利要求1所述的海洋能发电装置，其特征在于：所述底座呈半球形，所述底座的球面朝上，各所述介电弹性体发电模块中的所述介电弹性体均匀的布设于所述底座的外壁上。
9.根据权利要求1所述的海洋能发电装置，其特征在于：所述介电弹性体发电模块还包括偏置电源，所述偏置电源设置于所述腔体内，所述偏置电源与所述介电弹性体发电模块电连接。
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| CN112780482A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-11 | 南京溢非贤电子商务有限公司 | 一种潮汐能利用装置 |
| CN112963290A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-06-15 | 浙江师范大学 | 一种压电偏置式波浪能介电弹性体发电机 |
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2020
- 2020-08-13 CN CN202010810040.8A patent/CN111800033A/zh active Pending
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