[发明专利]一种用于桥墩的压电-电磁式波浪能转换装置

说明书

本发明提供了一种用于桥墩的压电‑电磁式波浪能转换装置，包括套置在桥墩外的蛇形电线、套置在蛇形电线外的浮力套筒、套置在浮力套筒外的漂浮体，其中，浮力套筒外表面设有压电薄膜，浮力套筒上下两端设有桥墩径向的凸起，该凸起朝向漂浮体，用于防止漂浮体从浮力套筒脱落，浮力套筒底侧表面上设有多个浮力球和多个固定浮力球的固定支架，漂浮体内部设有相对放置的异极磁铁，压电薄膜通过导线与充电电池或照明灯或警示装置连接；与现有技术相比，本发明一种用于桥墩的压电‑电磁式压电型波浪能转换装置波浪能不仅能通过正压电效应发电，还能通过切割磁力线发电，波浪能转换率高、结构简单、环境适应性强。

技术领域

本发明涉及波浪能技术领域，具体是一种用于桥墩的压电-电磁式波浪能转换装置。

背景技术

波浪能转换装置通常用于将海洋波浪的各种运动产生的动能转换成电能。目前常用的波浪能转换装置根据安装位置分为岸边、近海和远海波浪能转换装置。岸边式波浪能转换装置结构简单，但因泥沙较多，导致能量转换效率较低，如Limpet波浪能转换装置；近海式波浪能转换装置大多为沉浸式波浪能转换装置，成本较低，但因安装在海底，捕获的能量会随着海面高度的变化而变化，且影响海洋生态，如英国的Oyster波浪能转换装置；远海式波浪能转换装置大多为漂浮式波浪能转换装置，可获得较多的能量，但需要高性能的系泊装置，同时，极端气候环境中的自保能力要求较高，且成本较高，如英国的Wave dragon波浪能转换装置。

压电材料体积小，重量轻，压电式发电装置具有能量密度大、无电磁干扰、易于加工，便于实现小型化和集成化等诸多优点，具有非常广阔的应用前景。现有技术中，将压电材料应用于波浪能转换装置并不多见，申请号为CN207010576U的实用新型专利公开一种利用波浪能的新型压电发电装置，通过利用与圆柱杆连接的弹簧对压电陶瓷片进行挤压而发电，适用于水下的洋流，安装较为复杂。与洋流相比，水面波浪能所蕴含的能量更高，产生的电能更多，但很少有水面波浪能转换装置。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术所存在的不足之处，提供了一种波浪能转换效率高、结构简单、环境适应性强的波浪能转换装置。

本发明提供了一种用于桥墩的压电-电磁式波浪能转换装置，包括套置在桥墩外的蛇形电线、套置在蛇形电线外的浮力套筒、套置在浮力套筒外的漂浮体，其中，浮力套筒外表面设有压电薄膜，浮力套筒上下两端设有桥墩径向的凸起，该凸起朝向漂浮体，用于防止漂浮体从浮力套筒脱落，浮力套筒底侧表面上设有多个浮力球和多个固定浮力球的固定支架，漂浮体内部设有相对放置的异极磁铁，压电薄膜通过导线与充电电池或照明灯或警示装置连接。

与现有技术相比，本申请压电-电磁式波浪能转换装置具有以下优点：

(1)与位于水下的洋流相比，采用浮力套筒和漂浮体，可使波浪能转换装置漂浮于水面，波浪能基础能量更高；

(2)由于海边的波浪高度时高时低，对波浪能的转换造成一定影响，而本申请在浮力套筒上下两端设有凸起，这样就能限制漂浮体在浮力套筒范围内运动，使漂浮体一直撞击浮力套筒，环境适应性强；

(3)波浪来临时，浮力套筒外表面与漂浮体表面撞击，使浮力套筒外表面的压电薄膜受到挤压，提升了波浪能转换效率；

(4)蛇形电线处于漂浮体内异极磁铁形成的磁场内，漂浮体运动时，蛇形电线与漂浮体相对运动，磁力线被蛇形电线切割，从而将波浪上下运动产生的动能转换成电能；

(5)在浮力套筒底侧表面上设置多个浮力球，可调节浮力套筒露出水平面的高度，环境适应力强；

(6)压电薄膜通过导线将转换来的电能输送到外部，可给电池充电，也可使照明灯或警示装置工作；

(7)本申请的波浪能转换装置主要采用蛇形电线、浮力套筒、装有异极磁铁的漂浮体、导电薄膜，结构简单、材质要求低，不仅能通过正压电效应发电，还能通过切割磁力线发电，适合大范围使用。