一种基于压电效应的波浪能发电供能浮标及方法技术

本发明专利技术公开了一种基于压电效应的波浪能发电供能浮标及方法，利用压电材料特性和海洋波浪能来发电，用于给多功能监测浮标供电。压电效应的波浪能发电供能浮标包含压电发电装置和和水文气象多参数观测浮标。浮标包含上工作平台、浮子、中心轴杆和载重装置。工作时，浮子、载重装置和中心轴杆构成了二自由度谐振系统，在波浪的激励下产生相对运动，通过压电发电装置的周期性振动将波浪能转化为电能输出，从而给各个监测设备供电。本发明专利技术充分利用了海洋波浪能进行压电发电，从而为了监测设备稳定持久的供能，实现对海洋环境气象和水文数据的实时采集、处理、传输，具有高度自动化特点，实现了集智能化、模块化于一体的高性能多功能海洋检测系统。

Wave energy generation buoy and method based on piezoelectric effect

The invention discloses a wave energy generating buoy and method based on the piezoelectric effect, using the characteristics of the piezoelectric material and the ocean wave energy to generate electricity for power supply to the multi-function monitoring buoy. The wave energy generation buoy with piezoelectric effect includes piezoelectric generator and hydrometeorological multi parameter observation buoy. The buoy includes upper work platform, float, central shaft and load device. When working, the float, the load device and the center shaft form a two degree of freedom resonant system, which generates relative motion under the excitation of the wave, and converts the wave energy into the output of the electric energy through the periodic vibration of the piezoelectric power generation device, thus supplying power to every monitoring equipment. In order to monitor the stable and persistent energy supply of the equipment, the invention realizes the real-time collection, processing and transmission of the meteorological and hydrological data of the marine environment, and has the high automation characteristics, and realizes the high performance multi-function marine detection system which is intelligent and modular in one body.

【技术实现步骤摘要】
一种基于压电效应的波浪能发电供能浮标及方法
本专利技术涉及一种在海上利用波浪能发电给监测系统供能的压电式浮标，是一种对新能源开发和利用的发电装置及水文气象多功能监测浮标。
技术介绍
在人类科技高速发展的现在，供人类直接开采的能源资源如石油和天然气已经日渐匮乏，所以对新能源的开发和利用是当今世界的热潮。海洋面积广阔，约占地球表面积的71％，具有非常大的潜力，而利用波浪能发电则是现在的一项新兴技术。如今大多数的海洋发电装置都是利用的太阳能发电和蓄电池的交替使用来为工作设备或监测系统进行供电，显而易见，上述现有的供电形式不具有连续性、安全性和可靠性。而利用压电式波浪能发电装置能够直接将波浪能通过压电材料的形变转换为电能，比太阳能发电更持久和稳定，这为海上监测设备供电提供了一种十分可行的技术方案。由于海洋环境复杂多变，海洋监测浮标的功能一般都比较单一，现在的海洋监测浮标，通常都只具有水文、水质、气象、环境等海洋数据监测中的个别功能。就浮标本身而言，扩展性和兼容性均显得不足，难以满足海洋监测的多方面需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决
技术介绍
中所阐述的缺陷和不足，提供了一种多功能海洋波浪本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于压电效应的波浪能发电供能浮标,其特征在于包括上工作平台(17)、浮子(4)、中心轴杆(18)和载重装置(15)；所述的中心轴杆(18)贯穿浮子(4)后，上端与上工作平台(17)连接，下端与载重装置(15)连接；中心轴杆(18)下部外侧搭载有水深计(11)、水温计(12)、盐度计(13)和流速计(14)；中心轴杆(18)处于浮子(4)中心轴位置；所述的上工作平台(17)上搭载有浮标灯(1)、风向风速传感器(2)、气温气压计(3)和无线电发射器(5)；所述的浮子(4)内部设有压电发电装置(6)和若干密封舱；所述的压电发电装置(6)为若干压电发电单元，压电发电单元一端与中心轴杆(18)固定连...

【技术特征摘要】
1.一种基于压电效应的波浪能发电供能浮标,其特征在于包括上工作平台(17)、浮子(4)、中心轴杆(18)和载重装置(15)；所述的中心轴杆(18)贯穿浮子(4)后，上端与上工作平台(17)连接，下端与载重装置(15)连接；中心轴杆(18)下部外侧搭载有水深计(11)、水温计(12)、盐度计(13)和流速计(14)；中心轴杆(18)处于浮子(4)中心轴位置；所述的上工作平台(17)上搭载有浮标灯(1)、风向风速传感器(2)、气温气压计(3)和无线电发射器(5)；所述的浮子(4)内部设有压电发电装置(6)和若干密封舱；所述的压电发电装置(6)为若干压电发电单元，压电发电单元一端与中心轴杆(18)固定连接，另一端与浮子(4)的浮壳固定连接，从而使浮子(4)与中心轴杆(18)连接；所述密封舱以中心轴杆(18)为中心对称布置，密封舱内设置有蓄电池组(7)、数据采集器(8)、存储器(9)以及定位装置(10)；所述的压电发电装置(6)和蓄电池组(7)分别与水深计(11)、水温计(12)、盐度计(13)、流速计(14)、数据采集器(8)、存储器(9)、定位装置(10)、浮标灯(1)、风向风速传感器(2)、气温气压计(3)和无线电发射器(5)连接以提供电能,所述的压电发电装置(6)和蓄电池组(7)电连接,所述的数据采集器(8)与水深计(11)、水温计(12)、盐度计(13)、流速计(14)、风向风速传感器(2)、气温气压计(3)、定位装置(10)、存储器(9)和无线电发射器(5)连接以采集数据，并将采集到的数据传输给用户。2.根据权利要求1所述的基于压电效应的波浪能发电供能浮标，其特征在于：所述上工作平台(17)、浮子(4)、载重装置(15)和中心轴杆(18)均同轴设置。3.根据权利要求1所述的基于压电效应的波浪能发电供能浮标，其特征在于：所述压电发电装置(6)的压电发电单元共有8个，8个压电发电单元位于同一水平面，且各个压电发电单元之间的夹角均相等。4.根据权利要求1所述的基于压电效应的波浪能发电供能浮标，其特征在于：所述压电发电单元沿着厚度方向极化。5.根据权利要求1所述的基于压电效应的波浪能发电供能浮标，其特征在于：所述的浮子(4)内部的密封舱有4个。6.根据权利要求1所述的基于压电效应的波浪能发电供能浮标，其特征在于：所述的浮子(4)上部设置有套管；浮子(4)下部设置有中心开孔，套管直径和中心开孔直径大于中心轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁旭，邓禹，王立忠，曹锃，查兴，卢文彬，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33