CN207460029U - 水面发电装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种水面发电装置，设置有船体，船体内设置有发电装置和蓄电装置，该发电装置的电源输出端与蓄电装置的电源输入端连接，其特征在于：所述发电装置设置有摩擦发电板和金属片，所述金属片与摩擦发电板活动连接，所述摩擦发电板通过导线与所述电源输出端连接。有益效果：采用本实用新型的水面发电装置，水面的波浪能量高效的利用，整合了水面波动引起的多维运动模式并对其进行高效率的搜集与转化，而且总体结构简单，制作成本低廉，转化效率较高，可以直接运用到目前众多领域。

Description

水面发电装置
技术领域
本实用新型涉及波浪能量收集领域，特别是涉及一种水面发电装置。
背景技术
随着智能化设备技术的发展，人们对电能的需求也无处不在，从传感器到一个庞大的系统都需要有足够的电源保持其正常工作。然而在一些环境较恶劣的地方使用这些智能设备，由于无论是采用布线还是定期更换电源的方法都比较麻烦，通常采用的办法是通过收集设备周围的环境能源并将其转换成电能对负载进行供电。
目前主流的能量搜集方式有基于法拉第电磁感应的磁电转化、基于光生伏特效应的光电转化。基于法拉第电磁感应的磁电转化内部结构相对复杂，导致其体积比较大，而且不能实现平面化的能量搜集。光生伏特效应的转化效率对天气的依赖程度比较高，造成了电源供应的不稳定，其次造价比较高昂，考虑到经济效应，应用在某些较小的场合还不大现实，不能进行很好的推广。
实用新型内容
为解决以上技术问题，本实用新型提供一种水面发电装置，通过波浪带动船体上下运动，在惯性作用下，船体内部的摩擦发电板与金属板之间发生摩擦，使摩擦发电板产生电，产生的电用于给蓄电装置充电。蓄电装置中收集到的电能给智能设备供电。
技术方案如下：
一种水面发电装置，设置有船体，船体的船身内部设置有发电装置，船底内部设置有蓄电装置，该发电装置给蓄电装置充电，其关键在于：所述发电装置设置有摩擦发电板和金属片，所述金属片与摩擦发电板活动连接，所述摩擦发电板的发电输出端组连接有充电电路，该充电电路与所述蓄电装置连接。
采用上述结构，因为船体在水面上，当水面有波浪时，船体会随着波浪的起伏上下运动，船体内的金属片与摩擦发电板会发生接触分离，摩擦发电板带电，就能给蓄电装置充电。
更进一步的，所述发电装置沿竖直方向设置有N层所述摩擦发电板和金属片交替组成，所述摩擦发电板与金属片之间设置有弹性结构，N为正整数。
所述充电电路设置有第一整流二极管和第二整流二极管，所述第一整流二极管的正极与所述摩擦发电板的发电正端连接，负极与所述蓄电装置的正极连接，所述蓄电装置的负极连接所述第二整流二极管的正极，第二整流二极管的负极连接所述摩擦发电板的发电负端。
设置多块摩擦发电板能收集到更多的能量，所以竖直设置多块摩擦发电板能进一步收集到更多的能量，金属板和摩擦发电板设置在船体的中央位置不会使船体的重心偏移，使船体在波浪中不会发生过大的偏摆。
更进一步的，所述摩擦发电板上设置有绝缘板，该绝缘板上设置有M个发电单元，该发电单元正对所述金属片，所述发电单元设置有感应金属片、第一整流二极管和第二整流二极管，所述感应金属片上覆盖有一层摩擦发电薄膜。M 为正整数。
所有感应金属片并联在所述第一整流二极管和第二整流二极管之间，所述感应金属片的发电正端接第一单向二极管的正极，所述第一单向二极管的阴极连接所述第一整流二极管的正极；
所述感应金属片的发电负端接第二单向二极管的阴极，所述第二单向二极管的正极连接所述第二整流二极管的阴极。
因为波浪的运动是不规律的，设置多块发电单元便于电量收集。
更进一步的，所述发电薄膜由PT1FE材料、FEP材料、PET1材料、PDMS 材料、Parylene F材料、KapT1on材料中任一一种材料制成的薄膜。
采用上述结构，上述材料都是容易得到电子的材料。
更进一步的，所述船体的船身设置有摩擦起电薄膜和两组条形金属片，所述两组条形金属片交替排布在所述船身舱外壁，两组条形金属片相互绝缘，摩擦起电薄膜覆盖住所有条形金属片。
其中第一组条形金属片中的所有条形金属片并接在整流电路的第一输入端，第二组条形金属片中的所有条形金属片并接在整流电路的第二输入端，该整流电路的输出端与所述蓄电装置连接。
采用上述结构，水波拍打摩擦起电薄膜时，与摩擦发电薄膜发生摩擦，从而使摩擦发电薄膜带电，因为静电感应效应，条形金属片会产生感应电，产生的感应电用于给蓄电装置充电。
波浪的运动方向不定，所以两组条形金属片产生的感应电的电压也不同，这就会产生电流，产生的电流经整流电路整流后给蓄电装置充电。
更进一步的，所述船体上还设置有风力发电装置，该风力发电装置设置有用于给蓄电装置充电的风力发电机，该风力发电机设置在所述船体内，所述发电机的转动轴穿出所述船体顶面与风轮固定。
波浪的形成的原因之一就是风，在收集波浪的能量的同时，也能收集风的能量。
更进一步的，所述船体的船身为圆锥台形状，船底为半球形状，所述船底内设置有钟摆机构。
采用上述结构，能使船体在水面上更加稳定，不易发生翻转。
因为3个充电装置产生的电压不同，所以该蓄电装置设置有3个子蓄电装置，发电装置、风力发电装置和条形金属片组分别给3个子蓄电装置充电，避免同一充电装置同时接收3个不同电压的充电电源充电。
有益效果：采用本实用新型的水面发电装置，水面的波浪能量高效的利用，整合了水面波动引起的多维运动模式并对其进行高效率的搜集与转化，而且总体结构简单，制作成本低廉，转化效率较高，可以直接运用到目前众多领域。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为发电单元的安装结构示意图；
图3为发电装置的电路连接图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。
如图1-3所示，一种水面发电装置，设置有船体1，为了保持船体1的稳定性，所述船体1的船身1a为圆锥台形状，船底1b为半球形状，所述船底1b内设置有钟摆机构16。
船体1内设置有发电装置2和蓄电装置3，该蓄电装置3设置有3个子蓄电装置3，所述发电装置2设置有3层摩擦发电板4和3层金属片5，所述摩擦发电板4和金属片5沿竖直方向交替排列，所述金属片5与摩擦发电板4的中轴线均与所述船体1的中轴线重合。
最下方的为摩擦发电板4，该摩擦发电板4固定在船身1a底部所述摩擦发电板4与金属片5之间设置有弹性结构6。该弹性结构6支撑着上方的摩擦发电板4与金属片5。当摩擦发电板4与金属片5发生接触后，弹性结构6使摩擦发电板4与金属片5发生分离。
因为船体1是圆锥台形状，所以所述摩擦发电板4和金属片5按照从下到上的顺序，其尺寸也逐渐减小，使发电装置2的形状呈金字塔形。
每层所述摩擦发电板4均设置有绝缘板7，该绝缘板7正对所述金属片5的一面设置有至少1个发电单元8，该发电单元8设置有感应金属片9，该感应金属片9上覆盖有一层由PT1FE材料、FEP材料、PET1材料、PDMS材料、Parylene F材料、KapT1on材料中任一一种材料制成的摩擦发电薄膜10。
摩擦发电板4连接有充电电路，该充电电路与蓄电装置连接。所述充电电路设置有第一整流二极管D1和第二整流二极管D2。所有发电单元8并联在第一整流二极管D1和第二整流二极管D2之间。
所述感应金属片9的发电正端连接第一单向二极管T1的正极，第一单向二极管T1的负极连接所述第一整流二极管D1的正极，所述第一整流二极管D1 的负极与所述蓄电装置的正极连接。
所述蓄电装置的负极连接所述第二整流二极管D2的正极，所述第二整流二极管D2的负极连接第二单向二极管T2的正极，第二单向二极管T2的负极连接所述感应金属片9的发电负端。
所述船体1的船身1a设置有摩擦起电薄膜11和两组条形金属片，两组条形金属片交替排布在所述船身1a外壁面，两组条形金属片相互绝缘，摩擦起电薄膜11覆盖住所有条形金属片12，该摩擦起点薄膜11和所述摩擦发电薄膜10的制作材料相同。
其中第一组条形金属片中的所有条形金属片12并接在整流电路的第一输入端，第二组条形金属片中的所有条形金属片12并接在整流电路的第二输入端，该整流电路的输出端与所述蓄电装置3连接。
所述船体1上还设置有风力发电装置，该风力发电装置设置有用于给所述蓄电装置3充电的风力发电机13，该风力发电机13设置在所述船体1内，所述风力发电机13的转动轴14沿所述船体1的中轴线穿出所述船体1与风轮15固定。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种水面发电装置，设置有船体(1)，船体(1)的船身(1a)内设置有发电装置(2)，船底(1b)内设置有蓄电装置(3)，该发电装置(2)给蓄电装置(3)充电，其特征在于：所述发电装置(2)设置有摩擦发电板(4)和金属片(5)，所述金属片(5)与摩擦发电板(4)活动连接，所述摩擦发电板(4)的发电输出端组连接有充电电路，该充电电路与所述蓄电装置(3)连接。
2.根据权利要求1所述水面发电装置，其特征在于：所述发电装置(2)由N层所述摩擦发电板(4)和金属片(5)交替组成，所述金属片(5)与摩擦发电板(4)之间设置有弹性结构(6)；
所述充电电路设置有第一整流二极管(D1)和第二整流二极管(D2)，所述摩擦发电板(4)的发电正端与第一整流二极管(D1)的正极连接，第一整流二极管(D1)的负极与所述蓄电装置(3)的正极连接，所述蓄电装置(3)的负极连接第二整流二极管(D2)的正极，第二整流二极管(D2)的负极连接所述摩擦发电板(4)的发电负端。
3.根据权利要求2所述水面发电装置，其特征在于：所述摩擦发电板(4)设置有绝缘板(7)，该绝缘板(7)上排布有M个结构一致的发电单元(8)，该发电单元(8)与所述金属片(5)相对；
所述发电单元(8)设置有感应金属片(9)、第一单向二极管(T1)和第二单向二极管(T2)，该感应金属片(9)上覆盖有摩擦发电薄膜(10)；
所有发电单元(8)并联在所述第一整流二极管(D1)和第二整流二极管(D2)之间；所述感应金属片(9)的发电正端接第一单向二极管(T1)的正极，所述第一单向二极管(T1)的阴极连接所述第一整流二极管(D1)的正极；
所述感应金属片(9)的发电负端接第二单向二极管(T2)的阴极，所述第二单向二极管(T2)的正极连接所述第二整流二极管(D2)的阴极。
4.根据权利要求3所述水面发电装置，其特征在于：所述摩擦发电薄膜(10)是由PT1FE材料、FEP材料、PET1材料、PDMS材料、Parylene F材料、KapT1on材料中任一一种材料制成的发电薄膜。
5.根据权利要求1所述水面发电装置，其特征在于：所述船体(1)的船身(1a)设置有摩擦起电薄膜(11)和两组条形金属片，两组条形金属片交替排布在所述船身(1a)外壁面，两组条形金属片相互绝缘，摩擦起电薄膜(11)覆盖住所有条形金属片(12)；
其中第一组条形金属片中的所有条形金属片(12)并接在整流电路的第一输入端，第二组条形金属片中的所有条形金属片(12)并接在整流电路的第二输入端，该整流电路的输出端与所述蓄电装置(3)连接。
6.根据权利要求1所述水面发电装置，其特征在于：所述船体(1)上还设置有风力发电装置，该风力发电装置设置有用于给所述蓄电装置(3)充电的风力发电机(13)，该风力发电机(13)设置在所述船体(1)内，所述风力发电机(13)的转动轴(14)穿出所述船体(1)与风轮(15)固定；
所述摩擦发电板(4)、金属片(5)以及弹性支撑结构均活套在所述转动轴(14)上。
7.根据权利要求1所述水面发电装置，其特征在于：所述船体(1)的船身(1a)为圆锥台形状，船底(1b)为半球形状，所述船底(1b)内设置有钟摆机构(16)。
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