基于介电弹性体的海洋能发电装置的研究进展

发布时间：2024-03-22 01:35

　　介电弹性体是一种新型功能材料,其能量收集作用主要应用在低频、大变形的能量源场合,与海洋能发电十分契合。该文描述了介电弹性体发电的基本原理及其材料特性和发电装置电极材料的研究进展。针对目前介电弹性体海洋能发电装置成本高,种类少,能量转换效率低等问题,该文总结了国内外不同类型的基于介电弹性体的海洋能发电装置及研究方案,对不同类型的发电机特点及适用场合进行了分析。结果表明,浮标式和管状水动力式发电机应用前景广。最后阐述了当前介电弹性体在海洋能应用上亟待解决的问题,并对进一步解决上述问题提出了建议。

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【部分图文】：

图１ＤＥＧ的发电原理１．２介电弹性体材料研究现状

用下施加初始电荷ＶＤ，如图１（ａ）所示。撤去外力后，ＤＥ由于其本身的弹簧收缩力，ＤＥ恢复原状，厚度增大，ＤＥ膜上、下表面电极内的异性电荷因厚度增加被推离，同性电荷因面积减小被挤压靠近，提高了电荷电压，即电容减小，电荷不变，输出电压Ｖ（ｔ）增大，如图１（ｂ）所示。此时若通过接线端子....

图２基于ＤＥ的振荡水柱型波浪能发电机Ｖｅｒｔｅｃｈｙ等［２３－２４］设计的基于ＤＥ的振荡水柱式

７Ｖ）。陈鹿民等［２１］使用ＤｏｗＣｏｒｎｉｎｇ１８６硅橡胶制成ＤＥ膜，以银纳米颗粒和导电石墨掺杂硅橡胶制作成的橡胶电极作为ＤＥ膜的柔性电极材料，研究了不对称电极下，ＤＥ膜的电致动响应。碳粉电极制作简单，喷涂工艺技术成熟，但刷涂实际操作难却具有更好的导电率。橡胶电极防水特性及褶皱....

图３基于ＤＥ的半球状结构海浪能发电机２．２ＤＥ－浮标式发电装置

振荡水柱式发电装置图２为振荡水柱式波浪能发电机示意图。该类发电机具体工作过程［２２］：当海浪波峰进入腔内时，腔内气体受到压缩，腔内气压增大，气体通过上端气流通道向外排，此时ＤＥ膜被拉伸；反之ＤＥ膜恢复原状或向下鼓起。此过程中波浪的机械能转换为空气的机械能，通过ＤＥ膜的拉伸收缩再转....

图４海上浮标式发电装置

水柱型波浪能发电机Ｖｅｒｔｅｃｈｙ等［２３－２４］设计的基于ＤＥ的振荡水柱式海浪能发电机，如图３所示。其整体结构底部固定在海底。随着海浪的起伏，带动装置随其发生运动起伏，半球状ＤＥ换能元件拉伸或收缩，将海浪流动的机械能转换为电能。图３基于ＤＥ的半球状结构海浪能发电机２．２ＤＥ－浮....

本文编号：3934435