[發明專利]一種基于月球環境的太陽能溫差聯合發電裝置

在審

• 申請號: 201811306561.9
• 申請日: 2018-11-05
• 公開（公告）號: CN109245615A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 楊曉峰;周洲;唐偉;畢涵喆
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00;H02J7/35;H02S40/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基于月球環境的太陽能溫差聯合發電裝置，包括受光端、蓄電端和電線；所述受光端位于太陽光能照射到的月表，包括聚光鏡、集熱體和太陽能電池板，集熱體用于收集太陽光經過聚光鏡反射時釋放的熱量，太陽能電池用于直接吸收太陽光和吸收聚光鏡聚集的太陽光；所述蓄電端位于環形山陰面。本發明涉及兩種發電方法，所述集熱體、P型半導體、蓄電器、N型半導體構成的溫差發電回路，用于溫差發電；所述太陽能電池板與蓄電器并聯構成的太陽能發電回路，用于太陽能發電。本發明聯合兩種發電方式，發電效率更高；利用月球環境分開布置受光端和蓄電端，方式巧妙；安全無污染，不會產生附帶垃圾。

技術領域

本發明涉及太空技術領域，尤其是發電技術領域，具體而言涉及一種基于月球環境的太陽能溫差聯合發電裝置。

背景技術

近年來，航天事業飛速發展，人類對太空的好奇更加濃厚，對太空的探索也更加深刻。

由于月球周圍沒有大氣層，太陽光沒有受到弱化，太陽能成為月球上工作的主要能量來源之一。再由于月球空氣稀薄，熱量難以散去，月球表面晝夜溫差極大，可達到200攝氏度以上，溫差能成為一種可利用的能源。

然而，月球上特殊的工作環境給月球上的工程造成了一些困難。月球環境的特殊性主要在于重力小、沒有大氣層和地形較為復雜。月球環境的特殊性造成的一些工程難題，歸納為三點：一是低重力，月球的低重力環境不同于地球，給裝置運輸過程增加了負擔；二是溫差大，月球沒有大氣層，晝夜溫差極大，超過200攝氏度；三是地形復雜，月面上山嶺起伏，峰巒密布，工程中的運輸裝置必須適應月球上的復雜地形。

隨著月球探索取得較大成果，月球基地正在建立和完善，月球基地的建立和運作無疑需要大量能源。月球上儲存著大量的資源，但是目前人類對月球資源的收集和利用還不夠充分、高效。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于月球環境的太陽能溫差聯合發電裝置，充分利用月球環境來開發資源，以實現發電的高效性。為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于月球環境的太陽能溫差聯合發電裝置，包括受光端、蓄電端和電線；所述受光端置于環形山附近太陽光能照射到的月表，包括支架、橡膠圈、螺桿、螺母、墊片、聚光鏡、集熱體、導電柱、太陽能電池板，所述支架用于固定發電裝置的受光端，所述橡膠圈左右兩端螺接于支架的內輪廓，在橡膠圈與支架螺接點設置墊片，防止橡膠圈與支架內輪廓間發生剮蹭現象，橡膠圈作用主要是防止聚光鏡和支架直接接觸，保護聚光鏡和集熱體，所述聚光鏡左右兩端固定于橡膠圈內，用于反射太陽光，使太陽光集中于聚光鏡中間的太陽能電池板，所述集熱體緊貼聚光鏡的外表面，用于收集太陽光經過聚光鏡反射時釋放的熱量，作為溫差發電器的熱端，所述導電柱底端固定于聚光鏡底端內面，用于固定太陽能電池板，所述太陽能電池板均勻分布連接在導電柱的側面，用于吸收太陽能；所述蓄電端位于環形山陰面，作為溫差發電器的冷端，包括蓄電器、P型半導體、N型半導體，所述蓄電器用于儲存電能，所述P型半導體、N型半導體用于組成溫差發電回路；所述電線用于連接受光端和蓄電端。

優選地，所述聚光鏡為凹面鏡，其形狀為拋物面形；所述導電柱長度為一倍聚光鏡焦距，平行光經聚光鏡反射后過其焦點，即導電柱頂端；陽光部分直射于導電柱側面的太陽能電池板，部分經聚光鏡反射后集中于導電柱頂端側面的太陽能電池板。

優選地，所述集熱體可采用石墨烯制作，石墨烯材料導熱性強。

優選地，所述集熱體分為四層，這四層通過兩個連接點連接在一起，一個連接點位于集熱體的正面，一個連接點位于集熱體的背面；所述P型半導體通過電線連接于集熱體背面的連接點和蓄電器之間；所述N型半導體通過電線連接于集熱體正面的連接點和蓄電器之間；所述集熱體、P型半導體、蓄電器、N型半導體構成溫差發電回路；根據塞貝克效應，蓄電器中會有電動勢產生，即可將溫差能轉化為電能儲存于蓄電器中。