以电活性聚合物作为波浪能-电能转换器的弹性管型结构设计的制作方法

文档序号:15579064发布日期:2018-09-29 06:22

本发明专利属于功能材料发电领域,涉及一种以电活性聚合物作为波浪能-电能转换器的弹性管型结构设计。



背景技术:

海洋能是是一个巨大的能源宝库,海洋能主要包括波浪能、潮流能、潮汐能、温差和盐差能等。蕴藏于海水中的海洋能是十分巨大的,开发海洋能其本身对环境污染影响非常小。而介电弹性体是一种新型材料,是一种电活性的聚合物,在电场中形状发生改变将电能转换为机械能。相反,通过材料变形DE可将机械能转换为电能。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种以电活性聚合物作为波浪能-电能转换器的弹性管型结构设计。利用该发明能够将海洋能转换为电能,电活性聚合物发电机按照海浪波长的规律分布在弹性体管上发生形变,直接转换成电能。其输出为高电压多项直流电流。与其他一般的波能转换器不同,弹性管电活性聚合物波能转换器不需要维护运动部件。其设计和运作原理将大大降低运营和支出成本。

为了实现上述任务,本发明采取如下的技术解决方案:该装置由弹性管、圆形发电环、连接刚体、系泊线、环形线卡组成。该结构的主体为弹性管,管内是加压的海水,弹性管两端用刚体密封,环发电机按照波长的规律均匀分布在弹性管上,随着弹性管变形而发生变形,将波浪能转换为电能。整个结构漂浮在海洋表面之下,用系泊线固定位置。

本发明的有益效果是:该结构将环保节能的海洋能转换为电能,帮助缓解现在能源紧缺的现状。相比较其他的海洋能发电,该发明又结构简单,便于维护,节约成本,整个系统稳定灵活的优势。

图1为本发明的整体结构示意图;

图2为本发明的主视图图;

图3为本发明的弹性管局部放大图。

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式

参见图1~2,本发明的以电活性聚合物作为波浪能-电能转换器的弹性管型结构,包括(1)、刚体(2)、环形线卡(3)、圆形发电环(4)、系泊线(5)、弹性管。刚体(1)起着密封作用,弹性管电活性聚合物波能转换器漂浮在海洋表面之下,由环形线卡(2)与系泊线(4)一起对整个结构进行固定。弹性管(5)内是加压的海水,视为不可压缩。当海浪波传过来时候,弹性管(5)会随着变形,带动圆形发电环(3)发生变形。从而将波浪能改变为电能输出。圆形发电环(3),上下两表面涂覆一层柔性电极材料呈现“三明治”结构,柔性电极材料一般为石墨、碳油。两侧引出并联电极铜片,围成独立的环结构。圆形发电机按照海浪波长的规律分布在弹性体管中。圆形发电机处于海浪波峰时,DE变形大,电容增大,此时利用发电机内部的偏置电压充电。当处于海浪波腹时,DE变形小,电容变小,从而使电压增大,直接将波浪能转换成电能,实现能量转换。

参见图(3),弹性管表面的波纹是为了防止聚合物在拉伸期间金属电极被撕裂。使在同一个方向上拉伸收缩时,电极的电导率保持不变。该发明结构简单,不需要维护运动部件,相比于传统的波能转换器具有很大的优势。

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