CN201282433Y - 海洋波浪发电机 - Google Patents

Abstract

一种海洋波浪发电机，其特征是：它还包括固定电极(1)、海水电极(2)，所述固定电极(1)与海洋波浪(8)接触，固定电极(1)与固定电容器(3)的一端连接，海水电极(2)通过开关(5)、负载(6)与固定电容器(3)的另一端连接，海水电极(2)与海洋波浪(8)导通连接，海洋波浪(8)与固定电极(1)构成可变电容器(9)。本实用新型的特点是：1.建造成本低、发电机结构简单，全部由相互平行的固定金属极板组成；2.由于原理不同于常规发电机造就了其独特构造，减少了再转化为机械能的中间环节，节约了成本，降低故障率，相增加了能量的转换效率；3.可以很好地适应波浪周期长的特点，适应海洋各种自然环境的特点。

Description

海洋波浪发电机

技术领域

本实用新型涉及海洋波浪能利用技术领域，特别是一种海洋波浪发电机。

背景技术

海洋波浪能量巨大、持久、无污染、可再生。海洋波浪能量的开发利用前景广阔。但目前海洋波能转换成为电能的应用技术总体还不成熟，世界上很多海洋波能发电站的共同特点是由一个个小功率的个体发电机组合而成，每个个体发电机的输出功率还远不能满足负载功率的需要，实现大功率发电就必需将这些单独小功率发电机组合起来，如此一来发电站的系统就变得很复杂，后果是波能发电站资金投入巨大，且个体发电机数量庞大其故障率自然也就越高。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、成本低，效率高的海洋波浪发电机。

所述海洋波浪发电机，包括固定电容器、开关、负载，其特征是：它还括固定电极、海水电极，所述固定电极与海洋波浪绝缘接触固定电极与固定电容器的一端导通连接，海水电极通过开关、负载与固定电容器的另一端连接，海水电极与海洋波浪导通连接，海洋波浪与固定电极构成一个大的可变电容器。可变电容器的固定电极由多个金属极板组成，多个金属极板通过连接装置导通连接。多个金属极板及连接装置表面包裹有绝缘密封防腐脂化层。

本实用新型的工作原理：该海洋波浪发电机的电器结构是由两个串联的电容器组成，其中一个是可变电容器，当它们发电时，必须使两个电容器都充上必要的电荷。当外力作用可变电容器的可变电极时，则使这个可变电容器的容量发生改变，电容量的变化有两种情况，变大则两端的电势差会变小(U＝Q/C)，则固定电容器会对它充电直到两个电容器的电势差相同时才停止充电；变小时则电势差增加，则反过来可变电容器给固定电容器充电。如果外力使可变电容器的电容量由变小到变大再回到变小循环往复时，则在两个电容器的回路中产生持续的交变电流和电压(见图1)，这两个串联的电容器的电容量越大和所贮存的电荷量越多，在波浪能一定的条件下，则输出功率越大(并不是无穷大)，根据能量守恒定率该发电机是将波浪能转化成电能，这里输出功率增大实际上是提高了能量的利用率。

该发电机中的可变电容器的可变电极由海水来代替，其固定电极则是固定在海滩或海中接受波浪能。当波浪经过这些固定电极时，若在波峰到达时水位上升，则会将它们淹没，这时所有被淹没的固定电极与海水形成电容器，则大容量固定电容器经过负载对它们充电。当波谷经过时水位下降，被淹没的部分变得很少，所形成电容量亦变得小，则固定电极和附近海水所带的异种电荷经过海水电极再经过负载反过来给固定电容器充电，即可变电容器放电，由此可见固定电极接受波浪能的一个完全波则产生同频率包括振幅都相似的电流波形。

本实用新型的特点是：1、建造成本低、发电机结构简单，全部由相互平行的固定金属极板组成，置入海中或海滩上，运行中无运动部件，其固定电极固定在海中或海滩上发电；2、由于原理不同于常规发电机才造就了它独特的构造，对于波能的利用，本发电机固定电极是大面积地静置入海中吸收波能，无需再转化成机械能然后再通过普通发电机转化成电能，它将这步全部省略掉，直接将起伏的波浪转化成电能，减少了再转化为机械能的中间环节，节约了成本，降低故障率，相对而言增加了能量的转换效率；3、对于普通发电机需要转子或定子的机械运动发电，根据电磁感应定律速度越高产生的感应电动势越高，可是海水波浪的周期很长，波浪的起伏变化不稳定要生产高速的机械运动就很困难了，本发动机则可以很好地适应波浪周期长的特点，只要这些固定电极有足够强机械强度，既便是遇上台风巨浪也能正常工作，本发电机能够适应海洋各种自然环境的特点。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为原理电路图；

图3为可变电容的固定电极结构示意图；

图4为实施例2图；

图5为水平设置固定电极结构示意图；

图6为实施例3图；

图7为固定电极海滩设置示意图，

图8是为金属电极板结构示意图。

图中：1—固定电极，2—海水电极，3—固定电容器，4—导线，5—开关，6—负载，7—极板连接装置，8—海洋波浪，9—可变电容器，10—金属电极板，11—绝缘密封防腐脂化层，12—支撑柱子，13—绝缘衬底，14—人工海滩，15、16—引线端子。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明，图1、2、3中，所述海洋波浪发电机包括固定电容器3、开关5、负载6，其特征是：它还包括固定电极1、海水电极2，所述固定电极1与海洋波浪8接触，固定电极1与固定电容器3的一端连接，海水电极2通过开关5、负载6与固定电容器3的另一端连接，海水电极2与海洋波浪8导通连接，海洋波浪8与固定电极1构成可变电容器9。可变电容器9的固定电极1由多个金属极板10组成，多个金属极板10通过连接装置7导通连接。多个金属极板10及极板连接装置7表面包裹有绝缘密封防腐脂化层11。

该发电机中的可变电容器的可变电极由海水来代替，其固定电极则是固定在海滩或海中接受波浪能。当波浪经过这些固定电极时，若右波峰到达时水位上升，则会将它们淹没，这时所有被淹没的固定电极1与海水形成电容器，则大容量固定电容器3经过负载6对它们充电。当波谷经过时水位下降被淹没的部分变得很少，所形成电容量亦变得小，则固定电极1和附近海水所带的异种电荷经过海水电极2再经过负载6反过来给固定电容器3充电，即可变电容器放电，由此可见固定电极1接受波浪能的一个完全波则产生同频率包括振幅都相似的电流波形。

本发电机有如图1、图4、图6三种形式的实施方式，图1中是一组相互平行的固定金属电极板10竖直放置的第一种形式。这种形式的设计承受巨浪的拍击能力最强而且对海洋波浪的阻挡最小反射波浪也较小，金属极板之间的缝隙与波浪的起伏上下方向一致，所以与海水的接触和分离都较快。图1、2所示：包括固定电极1和与之相连的有导线4，还有大容量固定电容器3，接着有开关5和负载6、海水电极2，最后是连接部分7(通过极板连接部分7将这些固定金属极板组合成一个巨大的电容电极)。

由于利用海水代替可变电容器的可变电极，为了提高海水的导电率，可向海水中加入更多的强电解质，使海水中产生更多的自由移动的离子；还可增大海水电极与海水的接触面积，同时缩短海水电极与固定电极的距离。这样可以进一步提高能量转换效率。

实施例2：图4、5中，是另一组平行的固定金属电极板10水平放置的第二种形式，由于这些金属电极板水平放置所以承受巨浪的拍击能力不如竖直放置，水平放置的金属电极板与波浪的起伏方向互相垂直，所以与海水的接触和分离都较慢，只有将这些固定金属极板分割成若干部分中间留有一定空隙让海水接触和分离才会变得快一些。

实施例3：图6、7中，固定金属电极板海滩上放置的第三种形式。海水中的波浪最终是要到达海边即海滩上。海滩是海水冲击活动范围最大的地方，是诱导海水形成相对规则波浪的地方。因海滩相对海平面有着较大的角度(接近180°)坡度比较小，它几乎不会反射波浪，这样波浪才能释放位能，将势能转化成动能，浪峰越高在海滩上传播得越远直到海滩的高度等于浪峰的高度为止。所以就会有一部分海水短暂地停留在海滩上，停留在海滩上的海水占有海滩很大的面积，若滩为导体则与海水会形成很大的电容。排水量越大就表示电容量在单位时间变化量越大，产生的电流亦越大。

Claims (4)

1、一种海洋波浪发电机，包括固定电容器(3)、开关(5)、负载(6)，其特征是：它还包括固定电极(1)、海水电极(2)，所述固定电极(1)与海洋波浪(8)接触，固定电极(1)与固定电容器(3)的一端连接，海水电极(2)通过开关(5)、负载(6)与固定电容器(3)的另一端连接，海水电极(2)与海洋波浪(8)导通连接，海洋波浪(8)与固定电极(1)构成可变电容器(9)。

2、根据权利要求1所述的海洋波浪发电机，其特征是：所述可变电容器(9)的固定电极(1)由多个相互平行而又相互靠近的金属极板(10)组成，多个金属极板(10)通过连接装置(7)导通连接。

3、根据权利要求1所述的海洋波浪发电机，其特征是：所述多个相互平行而又相互靠近的金属极板(10)及连接装置(7)表面包裹有绝缘密封防腐脂化层(11)。

4、根据权利要求1所述的海洋波浪发电机，其特征是：所述海水电极(2)由多个相互平行的碳电极板组成，并通过绝缘衬垫(13)与固定电极(1)相邻。

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