介電彈性體是一種新型功能材料,其能量收集作用主要應(yīng)用在低頻、大變形的能量源場合,與海洋能發(fā)電十分契合。該文描述了介電彈性體發(fā)電的基本原理及其材料特性和發(fā)電裝置電極材料的研究進(jìn)展。針對目前介電彈性體海洋能發(fā)電裝置成本高,種類少,能量轉(zhuǎn)換效率低等問題,該文總結(jié)了國內(nèi)外不同類型的基于介電彈性體的海洋能發(fā)電裝置及研究方案,對不同類型的發(fā)電機(jī)特點(diǎn)及適用場合進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,浮標(biāo)式和管狀水動(dòng)力式發(fā)電機(jī)應(yīng)用前景廣。最后闡述了當(dāng)前介電彈性體在海洋能應(yīng)用上亟待解決的問題,并對進(jìn)一步解決上述問題提出了建議。

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【部分圖文】：

圖１ＤＥＧ的發(fā)電原理１．２介電彈性體材料研究現(xiàn)狀

用下施加初始電荷ＶＤ，如圖１（ａ）所示。撤去外力后，ＤＥ由于其本身的彈簧收縮力，ＤＥ恢復(fù)原狀，厚度增大，ＤＥ膜上、下表面電極內(nèi)的異性電荷因厚度增加被推離，同性電荷因面積減小被擠壓靠近，提高了電荷電壓，即電容減小，電荷不變，輸出電壓Ｖ（ｔ）增大，如圖１（ｂ）所示。此時(shí)若通過接線端子....

圖２基于ＤＥ的振蕩水柱型波浪能發(fā)電機(jī)Ｖｅｒｔｅｃｈｙ等［２３－２４］設(shè)計(jì)的基于ＤＥ的振蕩水柱式

７Ｖ）。陳鹿民等［２１］使用ＤｏｗＣｏｒｎｉｎｇ１８６硅橡膠制成ＤＥ膜，以銀納米顆粒和導(dǎo)電石墨摻雜硅橡膠制作成的橡膠電極作為ＤＥ膜的柔性電極材料，研究了不對稱電極下，ＤＥ膜的電致動(dòng)響應(yīng)。碳粉電極制作簡單，噴涂工藝技術(shù)成熟，但刷涂實(shí)際操作難卻具有更好的導(dǎo)電率。橡膠電極防水特性及褶皺....

圖３基于ＤＥ的半球狀結(jié)構(gòu)海浪能發(fā)電機(jī)２．２ＤＥ－浮標(biāo)式發(fā)電裝置

振蕩水柱式發(fā)電裝置圖２為振蕩水柱式波浪能發(fā)電機(jī)示意圖。該類發(fā)電機(jī)具體工作過程［２２］：當(dāng)海浪波峰進(jìn)入腔內(nèi)時(shí)，腔內(nèi)氣體受到壓縮，腔內(nèi)氣壓增大，氣體通過上端氣流通道向外排，此時(shí)ＤＥ膜被拉伸；反之ＤＥ膜恢復(fù)原狀或向下鼓起。此過程中波浪的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為空氣的機(jī)械能，通過ＤＥ膜的拉伸收縮再轉(zhuǎn)....

圖４海上浮標(biāo)式發(fā)電裝置

水柱型波浪能發(fā)電機(jī)Ｖｅｒｔｅｃｈｙ等［２３－２４］設(shè)計(jì)的基于ＤＥ的振蕩水柱式海浪能發(fā)電機(jī)，如圖３所示。其整體結(jié)構(gòu)底部固定在海底。隨著海浪的起伏，帶動(dòng)裝置隨其發(fā)生運(yùn)動(dòng)起伏，半球狀ＤＥ換能元件拉伸或收縮，將海浪流動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。圖３基于ＤＥ的半球狀結(jié)構(gòu)海浪能發(fā)電機(jī)２．２ＤＥ－浮....

本文編號(hào)：3934435