海上漂浮式电极水平式金属-空气发电单体的制作方法

本发明涉及一种应用于漂浮在海面上的以潮汐流和洋流等自然流动的海水为电解液金属-空气电池，属于新能源技术领域。

背景技术：

目前我国在海上和海岛上工程作业较多，作业设备功率较大，例如海上钻井平台驱动钻机的电机功率为784kw^[1]，两台循环钻井液泥浆的电动循环泵电机功率为970kw^[2]，由于这些海上作业平台和海岛远离陆地，陆上电网无法联通到岛上或平台上，目前主要采用大功率柴油机发电机组发电供电。采用柴油机或采油机发电机组供电，均消耗大量柴油，通过陆路车辆和海上轮船运输柴油过程中耗能较多，燃烧过程中污染严重，在海上和海岛上储存大量柴油还存在一定的安全隐患，需要特别的防护措施。因此需要开发一种新型的电能生产方式，在满足用电需求的前提下节约能源，减少污染物排放。利用潮汐能、太阳能、风能等发电设备功率密度低，仅能满足照明、水泵等小型电器设备用电，满足不了大功率设备用电需求。本发明利用金属-空气电池发电原理，设计出了以海水为电解液的海上漂浮式纵向强排风金属-空气发电体，解决了目前因太阳能、潮汐能、风能发电功率密度低，不能满足海上作业平台和海岛上大功率设备用电需求的实际问题。海上漂浮式铝-空气发电系统，充分利用自然流动的丰富海水为电解液，省去了电解液运输过程以及循环流动的泵功率的耗能，采用重量轻、功率密度大的铝-空气电池代替柴油机发电机组，减少能源消耗以及运输过程中的耗能，降低燃油燃烧过程产生的污染物排放，同时便于储存，对于材料运输、加工、存储等过程中系统性节能减排具有重要的实际意义。

技术实现要素：

本发明设计的海上漂浮式电极水平式金属-空气发电单体，采用电极水平布置，金属电极水平布置在海平面以下的海水里，空气电极水平布置在海平面上，海水从金属电极合空气电极表面之间流过，空气电极上表面与大气相通，周围有防浪板，防止海水进入空气电极，空气电极上方有防雨棚，防止雨水进入空气电极。金属电极引出多个导电端子，多个导电端子用汇流排连接，汇流排上有引出电线接口，通过汇流排接线口和空气电极接线柱与其它相同的发电单体采用串并联方式连接成一体对外发电。

本设计采用金属电极和空气电极水平方式布置，与金属电极和空气电极纵深插入海水中的方式相比，有以下几个显著的优点：

(1)空气电极水平放置在海面上，相当于电极贴在水面上，因而空气电极承受水压小。

(2)空气电极水平放置在海面上，空气电极侧空气流体顺畅，反应剩余的氮气及时流出空气电极表面，保证发电过程中氧气充足，使金属-空气发电单体发电能力充分发挥。

本发明的具体结构由附图1和附图2给出。

附图说明

附图1为本海上漂浮式电极水平式金属-空气发电单体正视图。

附图2为本海上漂浮式电极水平式金属-空气发电单体侧视图。

具体实施方式

如图1所示，该发明设计的海上漂浮式电极水平式金属-空气发电单体主要由图中1所示金属电极1、流动的海水2、空气电极3、金属电极支架4、空气电极壳体5、防浪板6、防雨棚8、防雨棚支柱9、集水槽和排水泵10、金属电极连接支架11、金属电极接线柱12组合构成。金属电极通过四周连接支架11接到空气电极壳体5上，并水平放入海水中，空气电极3固定在壳体5上，水平放在海水表面上，上面与大气相同，周围有集水槽10，当有少量雨水或海水进入空气电极侧时，水沿着倾斜面流道边上的集水槽10中，集水槽中有自动排水泵自动向外排水，空气电极四周有挡浪板6，防止海水进入，上面有防雨棚8，防止雨水进入，防雨棚和挡浪板之间有一定空间，保证空气流动畅通。金属电极上有接线柱12，空气电极上有接线柱7，通过接线柱12和7对外连接电缆线输出电能。

技术特征：

技术总结
本发明设计的海上漂浮式电极水平式金属‑空气发电单体，采用电极水平布置，金属电极水平布置在海平面以下的海水里，空气电极水平布置在海平面上，海水从金属电极和空气电极表面之间流过，空气电极上表面与大气相通，周围有防浪板，防止海水进入空气电极，空气电极上方有防雨棚，防止雨水进入空气电极。该方式空气电极侧空气流体顺畅，反应剩余的氮气及时流出空气电极表面，保证发电过程中氧气充足，使金属‑空气发电单体发电能力充分发挥。适合大面积海面发电系统。

技术研发人员：张松茂;王义春;季宏增;何星磊
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：2018.08.06
技术公布日：2019.01.11