[發(fā)明專利]一種天線紅外電池

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910273405.1
• 申請日: 2009-12-25
• 公開（公告）號: CN101719697A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發(fā)明（設計）人: 高火濤;高可至;陳喆
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H02J17/00
• 分類號: H02J17/00
• 代理公司: 武漢天力專利事務所 42208
• 代理人: 嚴彥;馮衛(wèi)平

技術領域

本發(fā)明涉及紅外能應用領域，涉及一種利用寬帶接收天線接收紅外能并高效轉化成電能的天線紅外電池。

背景技術

煤、石油和天然氣等化石能源是最古老、應用最普遍的能源。但它們是不可再生資源，正在不斷的耗竭之中。據(jù)能源專家預測，地球上所蘊藏的可開采利用的煤和石油，分別將在200年和30～40年內耗竭，天然氣按儲采比也只能用60年。然而，隨著社會的快速發(fā)展、人們生活水平的不斷提高和人口的不斷增長，能源消耗水平也將大幅度增長，尤其近50年來，其增長幅度相當大，給世界能源造成了極大的壓力。

太陽能作為一種清潔能源，沒有溫室氣體排放，不產生污染，具有良好的環(huán)境效益和社會效應，對人類來說幾乎是取之不盡，用之不竭。太陽每小時發(fā)出的總輻射能量為3.8×10²³kW.h。太陽輻射到地球大氣層的能量為17萬TW，除去近1/3的能源反射回太空，地球表面接收的太陽輻射能量遠遠高于人類利用的太陽輻射能量，而一天內太陽輻照能量相當于全球所有發(fā)電廠運轉250年所產生的能量。因此，在太陽能研究領域，如何將賜予地球的太陽能轉化為人類直接利用的能量，是我們需要解決的問題，也是目前研究的熱點和難點。

在太陽能中，除了可見光能外，還有紅外能等形式。資料研究表明，太陽輻射光譜中，其中有40％在可見光區(qū)，50％在紅外區(qū)，10％在紫外區(qū)。由于紅外線亦屬于電磁波，它具有電磁波的波動特性。與此同時，太陽照射在地球上，使地球和空氣溫度升高，使能量以熱能形式儲存起來，并源源不斷的以紅外能的形式輻射出來。

目前，太陽能利用不僅轉化效率低下，而且利用率也很低。在太陽能利用上，大部分局限在太陽光能范圍，而廣泛存在的紅外能量至今還沒有開發(fā)利用。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是針對以上現(xiàn)有技術存在的缺點，提供了一種天線紅外電池，可實現(xiàn)紅外——電的高效轉化。

本發(fā)明采用的技術方案是：本發(fā)明提供的一種天線太陽能電池，包括紅外電池板，紅外電池板設有一個或以上紅外電池基本單元，所述紅外電池基本單元由紅外接收天線、交直流整流器和與紅外接收天線相鄰的電極構成；所述紅外接收天線，接收紅外電磁波，將紅外電磁波的能量轉化成高頻交流電能后輸入交直流整流器；交直流整流器采用橋式整流電路實現(xiàn)，通過橋式整流電路將電極與紅外接收天線相連接；所述交直流整流器，將紅外接收天線所輸入高頻交流電能轉化成直流電，通過電極提供直流電；當紅外電池板設有一個以上紅外電池基本單元時，紅外電池基本單元通過電極級聯(lián)。

而且，所述紅外電池基本單元由一個作為紅外線接收天線的寬帶對稱平面接收天線、四個構成橋式整流電路的整流MIN二極管和兩個電極組成。

而且，所述寬帶對稱平面接收天線采用寬帶平面蝶形天線，天線空間幾何尺寸根據(jù)實際環(huán)境的紅外輻射頻率范圍而定。

而且，所述電極采用排列在紅外接收天線兩個饋電點所在直線兩側的金屬條帶，電極延伸方向與紅外接收天線兩個饋電點所在直線方向一致；紅外接收天線與相鄰電極之間有空白區(qū)域，在保障電極與紅外接收天線無直接電氣連接和不影響紅外接收天線電氣性能條件下，由電極所用金屬條帶向空白區(qū)域作適當延伸；紅外接收天線的天線體和電極材料相同，紅外接收天線的表面為絕緣層。

而且，所述橋式整流電路構成方式為，在紅外接收天線的每個饋電點與相鄰兩側的電極之間分別跨接整流MIN二極管。

而且，整流MIN二極管與紅外接收天線為一體化融合設計，即紅外接收天線每個饋電點兩側分別與兩側相向電極之間跨放有金屬窄條，金屬窄條橋搭在紅外接收天線的上表面絕緣層和電極的上表面之間，同一紅外電池單元不同電極連接的金屬窄條材料不同。

而且，當紅外電池板設有一個以上紅外電池基本單元時，紅外電池基本單元通過電極級聯(lián)的構成方式如下，

先由若干紅外電池單元沿著電極延伸方向排列，相鄰紅外電池單元的同側電極相互連通，紅外電池單元呈并聯(lián)形式，得到并聯(lián)陣列；然后若干相鄰的并聯(lián)陣列共用一個電極，沿著垂直于電極延伸方向排列構成串聯(lián)陣列；最后將若干串聯(lián)陣列在主電極之間按照主電極延伸的方向并聯(lián)排列組成紅外電池陣，設置紅外電池陣的主電極；各串聯(lián)陣列最外側的兩個電極同時分別兼作該串聯(lián)陣列的正負電極，其中串聯(lián)陣列的正電極一端與正主電極相連接，串聯(lián)陣列的負電極一端與負主電極相連接。

而且，設有透明玻璃蓋板、紅外反射薄膜、黑色吸光紅外輻射體和隔熱層密封容器，透明玻璃蓋板、紅外反射薄膜、紅外電池板和黑色吸光紅外輻射體依次放置在隔熱層密封容器中。