一种发电装置及包括该发电装置的海水发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及发电领域，公开了一种发电装置及包括该发电装置的海水发电装置，该发电装置包括外壳、位于该外壳内表面上的摩擦发电机以及位于该外壳内部空间中的撞击体，所述撞击体在外力的冲击下晃动并撞击所述摩擦发电机，从而促使所述摩擦发电机进行摩擦发电。该发电装置及包括该发电装置的海水发电装置生产工艺简单、成本低廉且适合大规模海水发电。

A power generation device and a seawater power generation device including the power generation device

The present invention relates to the field of power generation, water power generation device discloses a power generation device and the power device, the power generation device comprises a shell, is located on the surface of the friction generator in the outer shell and the inner space of the shell body of the impact of the impact body sway under the impact of the external forces and the impact of the friction generator thus, causing the friction friction power generators. The power generation device and the seawater power generation device including the power generation device have the advantages of simple production process, low cost and suitability for large-scale sea water power generation.

【技术实现步骤摘要】
一种发电装置及包括该发电装置的海水发电装置
本专利技术涉及发电领域，具体地，涉及一种发电装置及包括该发电装置的海水发电装置。
技术介绍
在地球矿物能源逐渐枯竭及环境状况日益恶化的形势下，海洋能源，作为一种低碳绿色环保且能带动社会可持续性发展的可再生能源，俨然成为当今世界能源研究的重要课题。如何有效利用资源丰富、可再生的海洋资源，显得十分重要。海水波浪所具有的动能(以下称为波浪能)是海洋能源中所占比重较大的一种。目前，主要的波浪发电装置基本上有三种类形：振荡水拄型、机械型和水流型。这些波浪发电装置各有优缺点，但共同的问题是，发电装置安装复杂、生产成本高。当今海水发电的难题在于：如何把分散的、低密度的、不稳定的波浪能吸收起来并进而集中、经济、高效地转化为有用的电能；如何使得海水发电装置能承受灾害性海洋气候的破坏，并实现安全运行。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种发电装置及包括该发电装置的海水发电装置，该发电装置及包括该发电装置的海水发电装置生产工艺简单、成本低廉且适合大规模海水发电。为了实现上述目的，本专利技术提供一种发电装置，该发电装置包括外壳、位于该外壳内表面上的摩擦发电机以及位于该外壳内部空间中的撞击体，所述撞击体在外力的冲击下晃动并撞击所述摩擦发电机，从而促使所述摩擦发电机进行摩擦发电。本专利技术还提供一种海水发电装置，该海水发电装置包括多个上述发电装置，每个所述外壳的内表面上的所述摩擦发电机的数目为多个，每个所述摩擦发电机的正负极分别连接到各自的整流器的交流输入端，所有整流器并联。通过上述技术方案，由于位于外壳内表面上的摩擦发电机基于两种不同材料之间的摩擦效应和静电感应效应进行摩擦发电，而位于外壳的内部空间中的撞击体则能够在外力的冲击下晃动从而撞击摩擦发电机，导致摩擦发电机中的摩擦层之间产生接触分离或者相对滑动，进而实现利用外力(例如，海水波浪)的动能进行发电，因此根据本专利技术的发电装置及包括该发电装置的海水发电装置不仅生产工艺简单，成本低廉，而且还能够承受灾害性海洋气候的破坏，以及经济、高效地将海水波浪所具有的动能转换成电能，进而能够适于大规模海水发电，并实现安全运行。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是根据本专利技术一种实施方式的发电装置的示例性外部结构图；图2是根据本专利技术一种实施方式的发电装置中的摩擦发电机的示例性结构图；图3是根据本专利技术一种实施方式的发电装置中的摩擦发电机的另一示例性结构图；以及图4是根据本专利技术一种实施方式的海水发电装置的性能图示。具体实施方式以下结合附图1-3对根据本专利技术的发电装置及包括该发电装置的海水发电装置的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。根据本专利技术一种实施方式的发电装置包括外壳10、位于该外壳10的内表面上的摩擦发电机20、30以及位于该外壳10的内部空间中的撞击体(未示出)，所述撞击体在外力(例如海水波浪)的冲击下晃动并撞击所述摩擦发电机20、30，从而促使所述摩擦发电机20、30进行摩擦发电。由于位于外壳10的内表面上的摩擦发电机20、30基于两种不同材料之间的摩擦效应和静电感应效应进行摩擦发电，而位于外壳10的内部空间中的撞击体则能够在外力(例如海水波浪)的冲击下晃动从而撞击摩擦发电机20、30，导致摩擦发电机20、30中的摩擦层之间产生接触分离或者相对滑动，所产生的摩擦电荷转移到储能模块中而实现利用诸如海水波浪等外力的动能进行发电，因此根据本专利技术的发电装置不仅生产工艺简单，成本低廉，而且还能够承受灾害性海洋气候的破坏，以及经济、高效地将海水波浪所具有的动能转换成电能，进而能够适于大规模海水发电，并实现安全运行。优选地，所述外壳10可以为多面体结构或球形结构，例如，可以为十二面体结构、六面体结构等等，这样就能够使得外壳10内的撞击体在任何方向的外力(例如海水波浪)的冲击下都能够促使摩擦发电机20、30中的摩擦层之间产生接触分离或者相对滑动，进而提高根据本专利技术的发电装置的发电能力和效率。当然，其他的外形结构也是可行的。优选地，所述外壳10是密闭封装的且防水，这样就能够增加根据本专利技术的发电装置的使用寿命以及安全性。但是，应当理解的是，外壳10不是必须为密封结构。优选地，外壳10可以由耐腐蚀耐撞击的非导电材料制成，例如所述外壳10可以由有机玻璃板或者其他耐撞击和耐腐蚀的非导电材料制成。这样，就能够增加根据本专利技术的发电装置的使用寿命。有机玻璃板的厚度可以是5cm甚至更厚，以增加其耐撞击性。所述撞击体可以由任何材料制成，并且可以是任何结构，只要其能够在外力(例如海水波浪)的冲击下在外壳10内自由晃动并能够促使外壳10内表面上的摩擦发电机20、30内的摩擦层产生接触分离或者相对滑动即可。例如，撞击体可以是钢球、铁块等等。摩擦发电机20、30可以为本领域技术人员熟知的任何类型的摩擦发电机。而且，所述摩擦发电机20、30中的摩擦层优选被极化处理(例如，电晕极化处理)或者被表面微结构化处理，以增加所述摩擦层的面电荷密度。这样就能够提高根据本专利技术的海水发电装置的电量输出，提高其发电能力。图2示出了一种示例性的单层摩擦发电机20的结构，但是本领域技术人员应当理解的是，图2仅是一种示例，任何其他类型的单层摩擦发电机结构都可以应用于本专利技术中。图2所示的单层摩擦发电机20可以包括依次层叠的第一支撑层1-1(第一支撑层1-1可以由有机玻璃板等耐腐蚀耐撞击的保护性材料制成)、第一电极2-1(其可由高分子材料背部铜或者其他导电材料制成)、第一摩擦层3-1(其可由例如氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)之类的高分子材料制成)、第二摩擦层2-3(其可由与第一摩擦层3-1之间存在摩擦电极序差异的任何材料制成，例如可由铜制成)、弹性材料层4(其可由Kapton高分子材料或者其他弹性材料制成)、第三摩擦层2-4(其可由与第四摩擦层3-2之间存在摩擦电极序差异的任何材料制成，例如可由铜制成)、第四摩擦层3-2(其可由例如氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)之类的高分子材料制成)、第二电极2-2(其可由高分子材料背部铜或者其他导电材料制成)以及第二支撑层1-2(其可以由有机玻璃板等耐腐蚀耐撞击的保护性材料制成)。第一电极2-1和第二电极2-2相连作为单层摩擦发电机20的一个输出端，第二摩擦层2-3和第三摩擦层2-4相连作为单层摩擦发电机20的另一输出端。其中，第一摩擦层3-1、第四摩擦层3-2、第二摩擦层2-3和第三摩擦层2-4可以经过极化处理或者表面微结构化处理，从而增大各个摩擦层的面电荷密度，提高了单层摩擦发电机20的电量输出。优选地，所述第二摩擦层2-3、所述弹性材料层4、所述第三摩擦层2-4可以为波浪形结构，从而形成如图2所示的单层波浪形摩擦发电机。另外，Kapton高分子弹性材料的厚度规格目前有25μm、50μm、75μm、125μm等，由于将其在模具中加热成型为波浪形弹性体的过程中，不同厚度的Kapton高分子弹性材料，其弹性力也不同，通常厚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电装置，该发电装置包括外壳、位于该外壳内表面上的摩擦发电机以及位于该外壳内部空间中的撞击体，所述撞击体在外力的冲击下晃动并撞击所述摩擦发电机，从而促使所述摩擦发电机进行摩擦发电。

【技术特征摘要】
1.一种发电装置，该发电装置包括外壳、位于该外壳内表面上的摩擦发电机以及位于该外壳内部空间中的撞击体，所述撞击体在外力的冲击下晃动并撞击所述摩擦发电机，从而促使所述摩擦发电机进行摩擦发电。2.根据权利要求1所述的发电装置，其中，所述外壳为多面体结构或球形结构。3.根据权利要求1或2所述的发电装置，其中，所述外壳密闭封装且防水。4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的发电装置，其中，所述外壳由耐腐蚀耐撞击的非导电材料制成。5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的发电装置，其中，所述外壳由有机玻璃板制成。6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的发电装置，其中，所述摩擦发电机包括单层摩擦发电机，且所述单层摩擦发电机包括依次层叠的第一支撑层、第一电极、第一摩擦层、第二摩擦层、弹性材料层、第三摩擦层、第四摩擦层、第二电极以及第二支撑层，而且所述第一电极和所述第二电极相连作为所述单层摩擦发电机的一个输出端，所述第二摩擦层和所述第三摩擦层相连作为所述单层摩擦发电机的另一输出端。7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽敏，韩昌报，张弛，王中林，
申请(专利权)人：北京纳米能源与系统研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11