[发明专利]一种利用声能发电和蓄电池协同为船舶照明供电的方法

权利要求书

1.一种利用声能发电和蓄电池协同为船舶照明供电的方法，其特征在于：

包括：船舶机舱、基于双缺陷声学超材料的宽频声能采集器、稳压器、亥姆霍兹共鸣器、压电陶瓷换能器、测量装置、控制装置；

所述控制装置包括：控制模块一、控制模块二、控制模块三；

所述方法包括如下步骤：

步骤一：基于双缺陷声学超材料的宽频声能采集器收集噪声；

步骤二：使用亥姆霍兹共鸣器将收集的声音放大处理；

步骤三：使用压电陶瓷换能器实现声能到电能的转换，产生的电流接入到控制模块一；

步骤四：控制模块一将电压大小处于稳压器稳压范围U_min和U_max之间的电流输入到稳压器所在的支路一中；

步骤五：支路一中的电流经过稳压器、整流器后，接入到控制模块二；

步骤六：控制模块二控制适量的连接着支路一和LED灯的隔离开关的闭合；

步骤七：控制模块一将电压大小小于U_min的电流输入到蓄电池所在支路二中；

步骤八：支路二中的电流经整流器后输入到蓄电池中；

步骤九：蓄电池输出的电流接入控制模块三；

步骤十：除已经被控制模块二控制关闭的隔离开关对应的LED灯，剩余的LED灯和支路二之间的隔离开关被控制模块三控制关闭。

2.根据权利要求1所述的一种利用声能发电和蓄电池协同为船舶照明供电的方法，其特征在于：所述船舶机舱加装有隔音屏障，所述隔音屏障为隔音材料制成，减少声能的流失。

3.根据权利要求1所述的一种利用声能发电和蓄电池协同为船舶照明供电的方法，其特征在于：所述步骤四中具体包括：所述控制模块一确定稳压器的稳压范围，使用所述测量装置测量一年时间内船舶机舱的噪音大小情况，并寻找到噪音最大时噪音E₁的大小数值，然后得出此时对应的压电陶瓷换能器最大输出电压U₁；压电陶瓷换能器输出电压即压电材料产生电压U₀与压电材料所受外力F₀大小正相关，同时F₀的大小与噪音大小E₀具有正相关变化关系，所以寻找到噪音最大时噪音E₁的大小数值，就可以得出此时对应的压电陶瓷换能器最大输出电压U₁；

计算出压电材料产生电压U₀所受到的外力F₀的数值的依据公式如下：

Q＝C_d*V＝F*d₃₃

上式中Q代表电荷，C_d代表电容，V代表电压，F代表外力，d₃₃代表压电常数；

此时输出电压V由压电材料元件的压电常数g₃₃、厚度t、截面积A的关系表达，即：

V＝F*d₃₃/C_d＝F*g₃₃*t/A

得，外力F₀的表达式为：

F₀＝V₀*A/(g₃₃*t)

通过实验测量得出此模型下输入声能收集器的声能E₀与亥姆霍兹放大器输出的外力F₀之间的函数关系，具体的函数关系与具体的模型参数相关，需做出具体的实验测量，确定外力F₀时对应的声能E₀的数值；得到此模型下输入声能采集器的声能E₀与亥姆霍兹放大器输出的外力F₀之间的函数关系，并且已经确定压电陶瓷换能器输出电压大小U₀和外力F₀之间的关系式，则可以确定输入声能采集器的最大声能E₁对应的压电陶瓷换能器最大输出电压U₁的数值。