一种利用波浪能发电的深海养殖网箱

本发明涉及海洋可再生能源与深海渔业养殖，更具体地说，涉及一种利用波浪能发电的深海养殖网箱。

背景技术：

1、由于陆地、湖泊、近岸等水产渔业养殖的发展受到地域空间和环境因素等影响，如在陆地湖泊中进行养殖存在水体流动较缓慢，容易造成水质恶化和鱼类疾病流行等问题。而在较为广阔的海洋进行养殖有养殖规模大、深海水体交换速度快、可集成养殖综合平台等优点，因此深海养殖网箱有巨大的发展空间。深海养殖网箱作为一种未来深海养殖装备的发展方向，具有绿色化、深远化和智能化等特点。我国海域辽阔，对于发展深海养殖网箱具有很大的优势。

2、海洋占地球的面积约70％，海洋是一个巨大的能量宝库，合理利用开发海洋可再生能源是可持续发展的重要支撑，海洋中由于风的作用能够产生波浪，波浪能量在海洋中规模巨大，存在良好的开发潜力。

3、由于深海养殖网箱远离陆地，若要实现远距离输电，对电缆铺设、电缆材料等是一个极大的考验，因此需要对网箱的能源供给问题进行充分的考虑。为了解决深海养殖网箱的供电问题，将深海养殖网箱与海洋中的波浪能结合是一个较好的选择。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺陷和不足，提供了一种利用波浪能发电的深海养殖网箱，将蝶形浮体波浪能发电和柔性压电波能收集器与养殖网箱相结合，利用蝶形浮体波浪能发电和柔性压电波能收集器为养殖网箱提供电力支撑，解决了深海养殖网箱用电供给难的问题。

2、本发明的目的可以通过如下技术方案实现：

3、一种利用波浪能发电的深海养殖网箱，包括蝶形浮体、发电系统、连接系统、养殖网箱、柔性压电波能收集器和锚泊系统；发电系统包括转子绕组和定子绕组，蝶形浮体包括互相铰接的两个子浮体，转子绕组安装在两个子浮体的铰接处，连接系统包括连接平台，连接平台上设有两根连接杆，定子绕组固定在连接杆上，转子绕组可转动地连接在定子绕组的外部；养殖网箱连接在连接平台的底部，柔性压电波能收集器铺设在养殖网箱的顶部，锚泊系统设置在养殖网箱的底部。

4、进一步地，两个子浮体分别为左浮体和右浮体，左浮体的两端均设有左连接块，左连接块上开设有通孔，右浮体的两端均设有两个右连接块，转子绕组固定在两个右连接块之间，左连接块铰接在转子绕组上。

5、进一步地，发电系统还包括棘轮和棘爪，棘爪设置在右连接块上，棘轮固定套设在转子绕组的外部，棘爪与棘轮相配合。

6、进一步地，连接系统还包括伸缩杆和滑块，连接平台上设有伸缩杆安装座，伸缩杆伸缩安装在伸缩杆安装座内，伸缩杆通过滑块与子浮体滑动连接。

7、进一步地，滑块顶端的两侧均设有横杆，子浮体上设有挖槽，挖槽内开设有滑轨，横杆滑动安装在滑轨内，滑块的底端设有两个滑块连接块，伸缩杆的一端位于两个滑块连接块之间，两个滑块连接块与伸缩杆通过螺栓连接。

8、进一步地，柔性压电波能收集器包括从上到下依次设置的防水层、上电极层、压电材料层、下电极层、防水层和柔性材料层。

9、进一步地，多个锚泊系统均匀分布在养殖网箱的底部，锚泊系统包括锚链，锚链的一端与养殖网箱连接，锚链的另一端分出两条子锚链，两条子锚链的末端均连接有锚碇。

10、进一步地，还包括储能设备，储能设备设置在连接平台的顶部。

11、进一步地，养殖网箱包括钢架框架和连接在钢架框架上的网衣，钢架框架包括顶部圆形框、底部圆形框以及连接在顶部圆形框和底部圆形框之间的多个竖向钢架，网衣为高密度聚乙烯网。

12、进一步地，养殖网箱内设有自动喂养设备和照明设备。

13、本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

14、一、本发明将蝶形浮体波浪能发电和柔性压电波能收集器与养殖网箱相结合，利用蝶形浮体波浪能发电和柔性压电波能收集器为养殖网箱提供电力支撑，解决了深海养殖网箱用电供给难的问题；蝶形浮体随着波浪上下摆动带动发电系统进行发电，同时柔性压电波能收集器根据波浪起伏反应到其上的不同的压力信号产生电势进行发电，蝶形浮体波浪能发电和柔性压电波能收集器互补配合，实现了养殖网箱在深海中的自主供电。

15、二、本发明的柔性压电波能收集器通过设置柔性材料层，可以较好地抵抗真实海况的波浪的影响；柔性压电波能收集器能够将一些环境中未收集的、浪费的能量利用起来，提高对波浪能的利用率。

16、三、本发明通过设置储能设备，可以将波浪能转换的电能收集，并为养殖网箱内的自动化设备进行稳定的输电。

17、四、本发明的发电系统设置在左浮体和右浮体的铰接处内部，可以避免被海水侵蚀，能够较好地保护发电系统，保证发电的安全。

18、五、本发明通过设置伸缩杆和滑块，当蝶形浮体随波浪上下摆动时，滑块在滑轨内往复运动，伸缩杆在伸缩杆安装座中往复运动，使得蝶形浮体的运动更加稳定。

技术特征：

1.一种利用波浪能发电的深海养殖网箱，其特征在于：包括蝶形浮体、发电系统、连接系统、养殖网箱、柔性压电波能收集器和锚泊系统；

2.根据权利要求1所述的一种利用波浪能发电的深海养殖网箱，其特征在于：两个子浮体分别为左浮体和右浮体，左浮体的两端均设有左连接块，左连接块上开设有通孔，右浮体的两端均设有两个右连接块，转子绕组固定在两个右连接块之间，左连接块铰接在转子绕组上。

3.根据权利要求2所述的一种利用波浪能发电的深海养殖网箱，其特征在于：发电系统还包括棘轮和棘爪，棘爪设置在右连接块上，棘轮固定套设在转子绕组的外部，棘爪与棘轮相配合。

4.根据权利要求1所述的一种利用波浪能发电的深海养殖网箱，其特征在于：连接系统还包括伸缩杆和滑块，连接平台上设有伸缩杆安装座，伸缩杆伸缩安装在伸缩杆安装座内，伸缩杆通过滑块与子浮体滑动连接。

5.根据权利要求4所述的一种利用波浪能发电的深海养殖网箱，其特征在于：滑块顶端的两侧均设有横杆，子浮体上设有挖槽，挖槽内开设有滑轨，横杆滑动安装在滑轨内，滑块的底端设有两个滑块连接块，伸缩杆的一端位于两个滑块连接块之间，两个滑块连接块与伸缩杆通过螺栓连接。

6.根据权利要求1所述的一种利用波浪能发电的深海养殖网箱，其特征在于：柔性压电波能收集器包括从上到下依次设置的防水层、上电极层、压电材料层、下电极层、防水层和柔性材料层。

7.根据权利要求1所述的一种利用波浪能发电的深海养殖网箱，其特征在于：多个锚泊系统均匀分布在养殖网箱的底部，锚泊系统包括锚链，锚链的一端与养殖网箱连接，锚链的另一端分出两条子锚链，两条子锚链的末端均连接有锚碇。

8.根据权利要求1所述的一种利用波浪能发电的深海养殖网箱，其特征在于：还包括储能设备，储能设备设置在连接平台的顶部。

9.根据权利要求1所述的一种利用波浪能发电的深海养殖网箱，其特征在于：养殖网箱包括钢架框架和连接在钢架框架上的网衣，钢架框架包括顶部圆形框、底部圆形框以及连接在顶部圆形框和底部圆形框之间的多个竖向钢架，网衣为高密度聚乙烯网。

10.根据权利要求1所述的一种利用波浪能发电的深海养殖网箱，其特征在于：养殖网箱内设有自动喂养设备和照明设备。

技术总结
本发明涉及一种利用波浪能发电的深海养殖网箱，包括蝶形浮体、发电系统、连接系统、养殖网箱、柔性压电波能收集器和锚泊系统；发电系统包括转子绕组和定子绕组，蝶形浮体包括互相铰接的两个子浮体，转子绕组安装在两个子浮体的铰接处，连接系统包括连接平台，连接平台上设有两根连接杆，定子绕组固定在连接杆上，转子绕组可转动地连接在定子绕组的外部；养殖网箱连接在连接平台的底部，柔性压电波能收集器铺设在养殖网箱的顶部，锚泊系统设置在养殖网箱的底部。本发明将蝶形浮体波浪能发电和柔性压电波能收集器与养殖网箱相结合，利用波浪能实现深海养殖网箱的自主供电，解决了养殖网箱供电难的问题，提高了养殖网箱的实用性和对波浪能的利用率。

技术研发人员：周斌珍,黄煦,肖义,张恒铭,金鹏,王磊,丁康礼玺,周昭民
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12