[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

说明书

本发明涉及新能源发电领域，公开了一种利用声能发电和蓄电池协同为船舶照明供电的方法，实现船舶机舱内噪音的收集利用和提高蓄电池的工作时间和寿命。包括使用基于双缺陷声学超材料的宽频声能采集器收集船舶机舱内的噪声；使用亥姆霍兹共鸣器将收集的声音进行放大处理；使用压电陶瓷换能器实现声能到电能的转换；使用控制模块一选择电流通过的支路；对于支路一，电流经稳压器、逆变器、控制模块二后有选择性的对一定数量的LED供电；对于支路二，蓄电池经控制模块三后对剩余数量的LED供电。该系统能够收集利用船舶机舱内噪声，同时减少船舶机舱内的噪声污染，可以简单、有效地实现对噪声的处理和再利用；同时优化了蓄电池的工作质量。

技术领域

本发明涉及新能源发电领域，具体涉及一种利用声能发电和蓄电池协同为船舶照明供电的方法。

背景技术

声波在一定条件下，遇到屏障能转化为电能，如噪声达到160dB的喷气式飞机，其声功率达到10000W；噪声达到140dB的大型鼓风机，其声功率为100W；船舶机舱安装有上万千瓦的柴油机(主机)、柴油发电机组、增压器等，这些设备的持续运行其产生大的噪声能量，可以满足发电需求。基于双缺陷声学超材料的宽频声能采集器突破了尺寸对作用频率的限制，可以完成小尺寸采集低频电能；并且由于声学超材料的空间结构对称性，可以实现对多个方向的声能采集；同时引入缺陷态，使得声能局域在缺陷处，局域声压放大，声能得到汇聚；所以基于双缺陷声学超材料的宽频声能采集器可以更高效率地完成对声能的收集。采用压电陶瓷换能器具有良好的压电效应，通过噪声声波的作用力使得压变材料产生应变，进而产生极化电场，从而完成声电转换的过程。并且压电材料受力产生的电荷量与外力大小成正比，即外力一定压电材料产生的电压一定。稳压器可以将一定范围内电压变化的电流输出成电压恒定的电流，很大程度上减少双电源网络中电压波动带来的影响，使得噪声发电可以在一定程度上直接应用到电力网络中，从而减少电流输入输出蓄电池所造成的的损耗。

在现有技术中CN209658985U声能收集发电装置中公开了通过布置声电转换单元，并且通过亥姆霍兹共鸣腔收集声音，同时采用压电陶瓷声电转化单元以及电磁式声电转换单元，实现了声电转化效率高，但是其并未考虑到，声能收集过程中能量的不稳定性，电压波动造成的供电影响，。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供了一种利用船舶机舱内声能发电和船舶储能蓄电池发电协同为船舶照明供电的方法，以解决现有的船舶机舱内噪声处理和再利用的问题，同时噪声发电也为蓄电池进行充电，提高了蓄电池的工作时间；噪声发电和蓄电池发电同时为照明系统供电，减轻了蓄电池的负荷，提高了蓄电池的工作寿命：噪声发电输出的低压电流接入蓄电池作为备用，经稳压器输出的恒压电流直连设备使用，相比较于将任意大小的电流全部接入蓄电池中，减少了蓄电池充电用电的损耗，提高了电能的使用效率。

本发明通过如下技术方案实现：本发明提供了一种利用声能发电和蓄电池协同为船舶照明供电的方法，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；