CN204392114U - 一种基于压电元件的新型波浪发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于压电元件的新型波浪发电装置，其包括活塞筒（1）、杠杆（2）、压电元件（3）、整流储能装置（4）、水平工作台（10）、承压腔（6）、支承板（7）、弹性薄膜（9），所述活塞筒（1）、所述杠杆（2）、所述压电元件（3）、所述整流储能装置（4）设置于所述水平工作台（10）上，所述水平工作台（10）垂直固定在所述支承板（7）上，所述水平工作台（10）上设置有开孔，所述活塞筒（1）通过所述开孔与所述承压腔（6）相连通，所述承压腔（6）上设置有承压腔注水口（5），所述弹性薄膜（9）封闭设置于所述承压腔（6）的两侧，所述承压腔（6）中部设置有双侧承压腔隔板（8）来隔开承压腔室。

Description

一种基于压电元件的新型波浪发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种波浪能发电装置，具体地说是一种基于压电元件的新型波浪发电装置。

背景技术

据世界能源委员会的调查显示,全球可利用的波浪能达到20亿千瓦,相当于目前世界发电能量的2倍。我国拥有广阔的海洋资源,波浪能的理论存储量约为7 000万千瓦,沿海波浪能能流密度大约为2～7 kW/m。波浪能在我国的沿海地区十分旺盛，是一种可再生的清洁能源，取之不尽，用之不竭，波浪能利用技术的提高对于减少温室气体的排放、缓解雾霾的出现有重要意义。

其中，波浪能发电的关键技术在于装置对波浪能的有效吸收，目前研究最多、最有前途的三种装置为：振荡水柱波能装置、摆式波能装置、聚波水库波能装置。振荡水柱波能装置以空气作为转换的介质，利用压缩气流带动发电机发电。这种装置的优点是转动机构不与海水接触，避免了海水对装置的腐蚀，缺点是二级转换效率低，发电不稳定。摆式波能装置是通过摆体在波浪力的作用下发生的前后或上下摆动，将波浪能转换为摆轴的动能，带动发电机发电。这种装置的优点是转换效率高，可以方便地与相位控制技术相结合，使波浪能装置能吸收到装置迎波宽度以外的波浪能，其缺点是机械维护较为困难。聚波水库波能装置的关键技术是一个喇叭形的聚波器和逐渐变窄的楔形导槽，利用水库和外海间的水头落差驱动水轮发电机组发电。聚波水库波能装置的优点是波能的转换无需设置活动部件，可靠性好且稳定，不足之处是建造这种电站对地形要求严格，不易推广。

此外，压电发电装置是利用压电材料，将周围环境的振动机械能转换成电能，其是一种新型的发电技术。中国专利CN1696499A 提出了以波浪为能源动力的压电发电***，压电元件固定于壳体，碰撞机构作为运转振子( 主动)，波动时使得压电元件产生变形，从而产生脉冲电能。这种压电发电***发电量较小，压电元件长期碰撞后，容易损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于压电元件的新型波浪发电装置，能够应用在近海岸处，通过压电元件的弹性变形将波浪能转换为电能，向低功耗***供电。

本实用新型采用如下技术方案：一种基于压电元件的新型波浪发电装置，其特征在于，包括活塞筒、杠杆、压电元件、整流储能装置、水平工作台、承压腔、支承板、弹性薄膜，所述活塞筒、所述杠杆、所述压电元件、所述整流储能装置设置于所述水平工作台上，所述水平工作台垂直固定在所述支承板上，所述水平工作台上设置有开孔，所述活塞筒通过所述开孔与所述承压腔相连通，所述承压腔上设置有承压腔注水口，所述弹性薄膜封闭设置于所述承压腔的两侧，所述承压腔中部设置有双侧承压腔隔板来隔开承压腔室。

优选地，活塞筒通过杠杆与压电元件相连接，压电元件粘贴在整流储能装置上，压电元件通过导线与整流储能装置相连接。

优选地，压电元件为2片压电陶瓷片。

优选地，活塞筒包括活塞筒外壳，活塞筒外壳内部设置有活塞传动杆、返回弹簧、活塞，活塞分别与活塞传动杆、返回弹簧固定连接。

优选地，活塞筒的个数为2个。

优选地，承压腔注水口的个数为2个。

本实用新型所达到的有益效果：（1）实现了将近海岸波浪能转化为电能的功能；（2）具有实施结构简单、使用方便、可操作性强、发电元件不易损坏的优点；（3）还可消除波浪对近海岸处岩石的侵蚀，保护海岸线。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的活塞筒的局部放大结构示意图。

图3是本实用新型的水平工作台上固定装置示意图。

图4是本实用新型的工作原理图。

图中标记的含义：1-活塞筒，2-杠杆，3-压电元件，4-整流储能装置，5-承压腔注水口，6-承压腔，7-支承板，8-双侧承压腔隔板，9-弹性薄膜，10-水平工作台，11-活塞传动杆，12-返回弹簧，13-活塞筒外壳，14-活塞。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1所示的是本实用新型的结构示意图，本实用新型提出了一种基于压电元件的新型波浪发电装置，包括活塞筒1、杠杆2、压电元件3、整流储能装置4、水平工作台10、承压腔6、支承板7、弹性薄膜9，活塞筒1、杠杆2、压电元件3、整流储能装置4设置于水平工作台10上，水平工作台10垂直固定在支承板7上，水平工作台10上设置有开孔，活塞筒1通过开孔与承压腔6相连通，承压腔6上设置有承压腔注水口5，弹性薄膜9封闭设置于承压腔6的两侧，承压腔6中部设置有双侧承压腔隔板8来隔开承压腔室；压电元件3为2片压电陶瓷片；活塞筒1的个数为2个；承压腔注水口5的个数为2个。

如图2所示的是本实用新型的活塞筒的局部放大结构示意图，活塞筒1包括活塞筒外壳13，活塞筒外壳13内部设置有活塞传动杆11、返回弹簧12、活塞14，活塞14分别与活塞传动杆11、返回弹簧12固定连接。

如图3所示的是本实用新型的水平工作台上固定装置示意图，活塞筒1通过杠杆2与压电元件3相连接，压电元件3粘贴在整流储能装置4上，压电元件3通过导线与整流储能装置4相连接。

如图4所示的是本实用新型的工作原理图，平行箭头为来水方向，弯曲箭头为承压腔6中液体受压流动方向，来水使得弹性薄膜9产生变形，挤压承压腔6中的液体，液体受到挤压，沿活塞筒1出口端上升，撞击活塞14，活塞14带动杠杆2，杠杆2撞击压电元件3，使其产生形变发电，实现波浪能到电能的转换，电能储蓄在整流储能装置4中，以备利用；然后，活塞筒1中的返回弹簧12将活塞14恢复初始状态，液体回流至承压腔6。

通过调节杠杆2的比例，根据杠杆原理可以调整位于压电元件3上方那端的位移大小，增大压电元件3的受力，进而改变压电元件3的变形，在一定范围内增大发电量。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于压电元件的新型波浪发电装置，其特征在于，包括活塞筒（1）、杠杆（2）、压电元件（3）、整流储能装置（4）、水平工作台（10）、承压腔（6）、支承板（7）、弹性薄膜（9），所述活塞筒（1）、所述杠杆（2）、所述压电元件（3）、所述整流储能装置（4）设置于所述水平工作台（10）上，所述水平工作台（10）垂直固定在所述支承板（7）上，所述水平工作台（10）上设置有开孔，所述活塞筒（1）通过所述开孔与所述承压腔（6）相连通，所述承压腔（6）上设置有承压腔注水口（5），所述弹性薄膜（9）封闭设置于所述承压腔（6）的两侧，所述承压腔（6）中部设置有双侧承压腔隔板（8）来隔开承压腔室。

2.根据权利要求1所述的一种基于压电元件的新型波浪发电装置，其特征在于，所述活塞筒（1）通过所述杠杆（2）与所述压电元件（3）相连接，所述压电元件（3）粘贴在所述整流储能装置（4）上，所述压电元件（3）通过导线与所述整流储能装置（4）相连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于压电元件的新型波浪发电装置，其特征在于，所述压电元件（3）为2片压电陶瓷片。

4.根据权利要求3所述的一种基于压电元件的新型波浪发电装置，其特征在于，所述活塞筒（1）包括活塞筒外壳（13），所述活塞筒外壳（13）内部设置有活塞传动杆（11）、返回弹簧（12）、活塞（14），所述活塞（14）分别与所述活塞传动杆（11）、所述返回弹簧（12）固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于压电元件的新型波浪发电装置，其特征在于，所述活塞筒（1）的个数为2个。

6.根据权利要求5所述的一种基于压电元件的新型波浪发电装置，其特征在于，所述承压腔注水口（5）的个数为2个。