收藏本站
《中国海洋大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于压电效应的海洋浮体发电研究

闫学勇  
【摘要】:近年来,能源危机和温室效应导致的环境问题日益突出。作为一种可再生的替代能源,波浪能的开发显得越来越重要。大部分的波浪能发电装置复杂不可靠,发电的成本比较高,难以商业化。大部分的波浪能压电发电装置虽然简单可靠,但是发电功率和效率受波浪频率的限制。为了提高发电功率,又不得不加大装置的尺寸。针对这些现实问题,本文在前人研究的基础上,提出了一种新型的波浪能压电发电装置。对其进行了理论分析和试验验证,为装置的优化设计提供了参考。 基于压电效应的海洋浮体发电装置由漂浮在水面的浮体、中间的凸轮和两边的压电振子组成。中间的凸轮固定在下面的浮体上,为了减小凸轮和压电振子的作用力两边的压电振子交叉排列。固定在浮体上的凸轮在波浪的推动下上下运动,与两边的压电振子交替作用,从而使其不断的弯曲产生电能。这种装置具有简单可靠,容易维护,振动频率高的优点。 本文结合第一压电方程,压电振子的等效电路图以及材料力学的基础知识,建立该装置的数学模型。然后分析了外部作用因素和压电振子的尺寸对发电特性的影响。通过理论分析得出振动的频率越高越好,在充分考虑材料的疲劳寿命的基础上加大压电振子的振幅。在负载阻值不是很大的情况下,并联方式优于串联方式。在理想负载阻值,以及压电晶片和基板的厚度比为最佳值时装置的输出功率达到最大值。压电晶片与基板的最佳厚度比会随着选材的不同而不同。当压电陶瓷选用PZT-5H,金属基板选用不锈钢时,压电晶片与基板的最佳厚度比为0.6,发电效率为5.6%。根据理论分析的结果设计了相关的试验,验证了理论分析的正确性,同时验证了装置的可行性。由于试验中的能量损耗和测量误差,试验值略小于理论值。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM61;P74

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙静;;ANSYS有限元分析在压电泵研究中的应用[J];技术与教育;2009年01期
2 杨义祥;;计算机辅助的压电振子滤波器综合法设计与分析[J];宇航计测技术;1982年05期
3 杨志刚;孙晓锋;张德君;程光明;李欣欣;;双腔串联两阀与三阀压电泵的性能研究[J];光学精密工程;2007年02期
4 吴丽萍;吴银柱;;无阀压电泵噪声分析与探讨[J];长春工程学院学报(自然科学版);2006年04期
5 张爱云;何勍;;压电振子的滤波特性及对两种信号的响应分析[J];辽宁工学院学报;2007年01期
6 魏守水,赵向东,赵淳生;一种新的超声马达控制方法(英文)[J];Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronau;1999年02期
7 程光明;李鹏;杨晓冬;阚君武;;主动阀压电泵的设计[J];排灌机械;2007年05期
8 王育平;赵增辉;陈波;袁义坤;;纵弯超声电机压电振子的动力学数值模拟[J];机械设计与制造;2009年10期
9 谭晓东;张坤;;压电式振动给料器驱动部件的力学分析[J];制造技术与机床;2010年03期
10 李存岑;杨明;;基于BP神经网络的矩形压电振子振动模态区分[J];计算机应用研究;2010年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨亚东;王军;冯国旭;程小全;;压电悬臂梁的压电片位置及主动控制研究[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第二卷)[C];2010年
2 封子阳;曹辉;;一种压电式扬声器的研究[A];泛在信息社会中的声学——中国声学学会2010年全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2010年
3 常道庆;刘碧龙;李晓东;田静;;智能吸声控制中压电片位置的选取[A];中国声学学会2007年青年学术会议论文集(上)[C];2007年
4 刘汉旭;张铁民;;双腔同步驱动无阀大流量压电泵有限元分析[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第一分册[C];2005年
5 徐敏;丛健生;王秀明;;圆形活塞压电振子带通Q值的ANSYS分析[A];中国声学学会第九届青年学术会议论文集[C];2011年
6 韩邦成;程光明;吴博达;曾平;杨志刚;吴献威;;压电多自由度马达研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
7 赵增辉;王育平;赵向东;;行波超声电机压电振子的机电耦合动力学模型分析[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
8 路凯;周铁英;鹿存跃;刘涛;张筠;陈宇;;金属方柱压电片复合微型超声电机的研制[A];中国声学学会功率超声分会2005年学术会议论文集[C];2005年
9 程光明;吴博达;杨志刚;曾平;;不对称振动波初步分析[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
10 罗振兵;夏智勋;;压电式合成射流激励器计算模型——罗-夏模型[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 浙江 张培君;压电式电子门铃[N];电子报;2007年
2 台湾省台北市 何堃山;用压电式蜂鸣器产生 直流电压的实验[N];电子报;2004年
3 河南 朱三航;短路断线振动报警器[N];电子报;2008年
4 成都 立本;一款门窗报警器的电路剖析[N];电子报;2005年
5 福建 吴鹏;UT55数字表蜂鸣器不响的巧处理[N];电子报;2007年
6 成都 青化;设计制作冲击报警器[N];电子报;2004年
7 安徽 芦涛;声控开关原理与检修[N];电子报;2004年
8 安徽 芦涛;浅谈继电器[N];电子报;2004年
9 成都 陈迪 上海 铁善馨;红外线遥控检测器[N];电子报;2004年
10 成都 新力;多用途超声波微型雾化器[N];电子报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 闫世伟;胎压报警器用压电供电系统设计与实验研究[D];吉林大学;2010年
2 孙景阳;压电式骨传导听觉装置振动器结构设计与试验研究[D];吉林大学;2010年
3 袁江波;圆盘式压电发电装置发电性能及其关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 蒋树农;压电俘能器和变压器的结构优化设计[D];中南大学;2010年
5 潘成亮;螺旋电极式压电驱动器及其应用研究[D];中国科学技术大学;2010年
6 刘强;三维振动主动隔离智能结构中的若干关键技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
7 杨树臣;喷流压电泵的理论分析与试验研究[D];吉林大学;2006年
8 刘后广;新型人工中耳压电振子听力补偿的理论与实验研究[D];上海交通大学;2011年
9 杨增涛;新型压电器件的力电耦合分析与结构设计[D];中南大学;2009年
10 罗振兵;合成射流/合成双射流机理及其在射流矢量控制和微泵中的应用研究[D];国防科学技术大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姬玉芳;基于压电效应的压电发电技术研究[D];中北大学;2011年
2 闫学勇;基于压电效应的海洋浮体发电研究[D];中国海洋大学;2012年
3 宁玉怀;压电发电的能量转换及存储技术研究[D];中南大学;2010年
4 宋洪伟;压电陶瓷的压电能量转换特性与存储电路研究[D];南京理工大学;2012年
5 房目稳;压电俘能器俘能性能数学建模及仿真分析[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 陈军;基于ANSYS的压电俘能器的优化设计研究[D];武汉理工大学;2012年
7 王磊;多谐振频率压电振动能量回收结构特性及实验研究[D];北京交通大学;2010年
8 王宁;基于压电悬臂结构的能量采集研究[D];南京航空航天大学;2010年
9 卢西山;引信微机电气动换能器设计及性能数值分析[D];南京理工大学;2012年
10 朱文艳;基于压电结构的振动能量采集研究[D];南京航空航天大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026