波浪能温差能发电装置的制作方法

1.本发明涉及海洋发电装置技术领域，具体是一种波浪能温差能发电装置。


背景技术：

2.根据国际能源署于2020年2月11日发布的《2019年度全球碳排放报告》可知，全球能源相关的二氧化碳排放量在经过两年的增长后，在2019年持平，碳排放总量在330亿吨左右，是21世纪以来的最高值。作为全球经济大国，我国的碳排放形势严峻，急需改善能源结构，加大新能源在能源消费中的占比。从海洋中可以得到大量的可再生能源，如波浪能、温差能、潮汐能、海流能等。波浪能分布广泛，是海洋能中质量最好的能源。而温差能的储量仅次于波浪能，因此将波浪能与温差能合理开发对于改善能源结构具有重要的意义。
3.波浪能是一种机械能，其能量转换装置相对简单且波浪能的使用相对成熟，而海洋温差能的应用目前处于起步阶段。温差能概念由1881年法国物理学家德
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阿松瓦尔提出，之后美国、日本等国对温差能发电技术进行了发展和完善。目前主要的海洋温差能转换方式包括开式循环、闭式循环和混合式循环。其中开式循环发电原理为用真空泵将系统抽到一定真空，使表层高温海水在蒸发器内沸腾蒸发变为蒸汽，蒸汽进而推动汽轮机运转带动发电机发电。汽轮机排出的废气再由冷水泵从海洋深层抽上的低温海水冷却，凝结成水后排入大海。其中闭式循环则是将作为冷凝水的低温海水换成其他低沸点的工作流体，如氨水。混合循环与闭式循环基本相同。另一种温差发电的方式是采用热电效应。热电效应既是当受热物体中的电子随着温度梯度由高温区往低温区移动时，所产生电流或电荷堆积的一种现象，是由温差产生热电势的温差发电效应。
4.前面提到的使用开式循环、闭式循环或混合循环的发电方式需要的设备较多，发电流程较复杂，也即对于利用波浪能和/或温差能的发电装置涉及到的设备较多，发电流程繁琐复杂，因此，需要一种结构更简单、发电流程简便的发电装置。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种波浪能温差能发电装置，其能够解决背景技术所描述的问题。
6.实现本发明目的的技术方案为：一种波浪能温差能发电装置，包括浮台、电机、伸缩管、半导体发电筒和至少一个鸭式波浪能转换装置，各个鸭式波浪能转换装置环绕电机固定于浮台的边缘，电机安装在浮台一端上，鸭式波浪能转换装置与电机电性连接，
7.鸭式波浪能转换装置用于将波浪能转换为电能，
8.所述电机的输出轴与固定于浮台上的伸缩管的一端传动连接，伸缩管的另一端与半导体发电筒固定连接，伸缩管在电机驱动下用于驱动半导体发电筒远离或靠近浮台，以调节半导体发电筒所处海洋深度，
9.半导体发电筒用于将温差能转换为电能。
10.进一步地，所述浮台为多边形，各个鸭式波浪能转换装置固定于浮台的侧边上。
11.进一步地，电机安装在浮台一端的中心处上。
12.进一步地，电机的输出轴穿过浮台与位于浮台另一端的伸缩管传动连接，伸缩管的一端固定与浮台上。
13.进一步地，所述伸缩管包括旋转管、内管和外管，所述内管位于外管内，旋转管位于内管内，且旋转管、内管和外管各自的中心轴线位于同一条直线上，内管的外表面设置有连续的螺纹，外管底端的内部设有与内管外表面螺纹相适配的螺旋凹槽，从而使得内管与外盖螺纹啮合连接，内管远离浮台的一端与半导体发电筒固定连接。
14.进一步地，内管从外管上伸出后与半导体发电筒连接。
15.进一步地，半导体发电筒伸入外管内腔后与内管固定连接。
16.进一步地，所述半导体发电筒包括绝缘外壳，以及安装在绝缘外壳内腔中的金属导体上板、n型半导体、p型半导体和金属导体下板，金属导体上板包括间隔设置的两块呈半圆形的金属导体板，两块呈半圆形的金属导体板对称设置，一块半圆形金属导体电性连接n型半导体，另一块半圆形金属导体电性连接p型半导体，n型半导体和p型半导体间隔设置，n型半导体和p型半导体远离半圆形的金属导体板的一端连接同一块金属导体下板，从而使得金属导体上板、n型半导体、p型半导体和金属导体下板构成一个电回路，
17.金属导体上板作为感热板，金属导体下板作为受冷板。
18.进一步地，还包括缆绳和锚，锚通过缆绳与半导体发电筒远离伸缩管的一端连接，另一端与锚固定连接，
19.或者，采用配重块替代所述锚。
20.进一步地，半导体发电筒的底端固定设置有连接件，缆绳与连接件连接而实现与半导体发电筒的连接。
21.本发明的有益效果为：本发明通过n型半导体和p型半导体以及在其上下两端连接的金属导板形成电路回路，并通过吸收温差能从而产生电力，涉及到的发电结构/设备极少，发电流程更便捷快速，发电效率高。
附图说明
22.图1为本发明的剖面结构示意图；
23.图2为电机通过伸缩管与半导体发电筒连接结构的剖面示意图；
24.图3为旋转轴、齿轮和内管之间的装配示意图；
25.图中，1-鸭式波浪能转换装置、2-浮台、3-电机、4-伸缩管、41-旋转管、411-齿轮、42-内管、43-外管、5-半导体发电筒、51-绝缘外壳、52-金属导体上板、53-n型半导体、54-p型半导体、55-金属导体下板、56-连接件、6-缆绳、7-锚。
具体实施方式
26.下面结合附图及具体实施方案，对本发明做进一步描述：
27.如图1至图3所示，一种波浪能温差能发电装置，包括浮台2、电机3、伸缩管4、半导体发电筒5和至少一个鸭式波浪能转换装置1。其中，浮台2可以选用多边形结构的平台，各个鸭式波浪能转换装置1等间距地固定于浮台2的各个侧边上。电机3固定于浮台2的中央处，鸭式波浪能转换装置1与电机3电性连接，使得各个鸭式波浪能转换装置1位于电机3的
外侧而围绕电机3安装在浮台2上。鸭式波浪能转换装置1用于波浪能转换为电能，并向电机3提供电能，以使得电机3能够工作。
28.当然，在实际使用时，浮台2也可以选用圆形或者椭圆形平台等结构。
29.所述电机3的输出轴与固定于浮台2上的伸缩管4的一端传动连接，伸缩管4的另一端与半导体发电筒5固定连接。伸缩管4为可进行伸缩的管状结构，用于调节半导体发电筒5所处海洋深度。半导体发电筒5用于将温差能转换为电能，所产生的电能通过电缆输送到外部，例如，输送给市电网络，从而向民众提供电能。
30.在一个可选的实施方式中，电机3的输出轴穿过浮台2后与位于浮台2另一端的伸缩管4传动连接，也即是，位于浮台2下方的伸缩管4与浮台2传动连接，伸缩管4的一端固定于浮台2上。
31.所述伸缩管4包括旋转管41、内管42和外管43，所述内管42位于外管43内，旋转管41位于内管42内，且旋转管41、内管42和外管43各自的中心轴线位于同一条直线上。内管42的外表面设置有连续的螺纹，外管43底端的内部设有与内管42外表面螺纹相适配的螺旋凹槽，从而使得内管42与外盖螺纹啮合连接，内管42远离浮台2的一端与半导体发电筒5固定连接。其中，内管42可以从外管43内伸出一段距离与半导体发电筒5连接，也可以是半导体发电筒5伸入外管43内腔一段距离与内管42固定连接。旋转管41靠近浮台2的一端与电机3的输出轴传动连接，例如，通过联轴器与电机3的输出轴传动连接。旋转管41的另一端固定连接有齿轮411，齿轮411与内管42内表面的凹槽相啮合连接。
32.电机3正转时，电机3带动旋转轴转动，旋转轴带动内管42转动，由于内管42和外观采用螺纹啮合的连接方式，内管42从外管43伸出从而驱动半导体发电筒5远离外管43。电机3反转时，同样的，电机3依次带动旋转轴和内管42转动，内管42带动半导体发电筒5向外管43靠近移动。通过电机3正反转，从而可以调节半导体发电筒5所处海洋中的深度。
33.在海洋中存在混合层和温跃层，混合层受到风和波浪的搅拌作用使海水混合充分，形成一个厚度约100米的近于均质的水层，而混合层之下的温跃层内温度发生一个很大的阶跃，温跃层多分布在水下100至200米的深度区间。因此，为利用海水温跃层上下的温度差异产生的温差能可以将半导体发电筒5投入到温跃层中且通过调节半导体发电筒5所处海洋中的深度，进而调整半导体发电筒5在海水温度差异较大的区间内，半导体发电筒5的长度约100至200米，使其能够获取海水较大的温度差。在实际应用中，可以根据现场实际情况调整半导体发电筒5的长度。
34.所述半导体发电筒5包括绝缘外壳51，以及安装在绝缘外壳51内腔中的金属导体上板52、n型半导体53、p型半导体54和金属导体下板55。金属导体上板52包括间隔设置的两块呈半圆形的金属导体板，两块呈半圆形的金属导体板对称设置，也即在两块呈半圆形的金属导体板的中间有缝隙隔开。一块半圆形金属导体电性连接n型半导体53，另一块半圆形金属导体电性连接p型半导体54，n型半导体53和p型半导体也间隔设置。n型半导体53和p型半导体远离半圆形的金属导体板的一端连接同一块金属导体下板55，从而使得金属导体上板52、n型半导体53、p型半导体54和金属导体下板55构成一个电回路。
35.金属导体上板52作为感热板，感受海洋温跃层上方的高温海水，金属导体下板55作为受冷板，感受海洋温跃层下方的低温海水。这里的高温和低温是相对概念，也即在温跃层中，上层的薄暖水层温度更高，下层的厚冷水层温度更低，金属导体上板52位于薄暖水层
中，金属导体下板55位于厚冷水层中，从而使得金属导体上板52感知到高温，金属导体下板55感知到低温。通过金属导体上板52和金属导体下板55的温度差异进行发电，完成通过温差能转换为电能的过程。所述金属导体板上板可连接导线(例如电缆)，将半导体发电筒5所发电力连入电网，从而向外部供电。
36.在一个可选的实施方式中，还包括缆绳6和锚7，锚7通过缆绳6与半导体发电筒5远离伸缩管4的一端连接，也即是锚缆绳6的一端与半导体发电筒5的底端连接，另一端与锚7固定连接。通过将锚7固定在海底，从而将整个发电装置固定于原位，即固定于海洋中，实现原位发电。其中，锚7也可以采用例如沉石等具有一定重量的配重块替代。
37.在一个可选的实施方式中，半导体发电筒5的底端，也即是绝缘外壳51的底端固定设置有连接件56，缆绳6与连接件56连接而实现与半导体发电筒5的连接。连接件56可以为挂钩、圆环或其他可以实现将缆绳6系在其上的结构。
38.在实际使用时，将本装置投入到海洋中，鸭式波浪能转换装置1浮于海表，从而吸收波浪能，通过波浪能所产生的电能来驱动电机3工作，电机3再通过伸缩管4驱动半导体发电筒5垂直方向移动，从而调节半导体发电筒5所处深度，从而完成将半导体发电筒5投入到温跃层中和从温跃层中回收回来。其中，鸭式波浪能转换装置1和/或半导体发电筒5所产生的电能通过电缆与外部连接，从而向外部提供电能。例如，将本发明广泛布放于偏远海区，通过电缆连入电网，为偏远海岛的住民提供电力。
39.本发明通过n型半导体53和p型半导体54以及在其上下两端连接的金属导板形成电路回路，并通过吸收温差能从而产生电力，涉及到的发电结构/设备极少，发电流程更便捷快速，发电效率高。
40.本说明书所公开的实施例只是对本发明单方面特征的一个例证，本发明的保护范围不限于此实施例，其他任何功能等效的实施例均落入本发明的保护范围内。对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。