[發(fā)明專利]一種雙驅(qū)水伏發(fā)電機(jī)的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011056888.2
• 申請(qǐng)日: 2020-09-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112187110A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 苗中正
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鹽城師范學(xué)院
• 主分類號(hào): H02N3/00
• 分類號(hào): H02N3/00;B82Y40/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供一種雙驅(qū)水伏發(fā)電機(jī)的制備方法，采用氧化鋁納米顆粒和氧化鋁納米纖維構(gòu)筑氧化鋁基水伏發(fā)電機(jī)功能區(qū)并用作第一發(fā)電機(jī)，采用二氧化硅納米顆粒和二氧化硅納米纖維構(gòu)筑二氧化硅基水伏發(fā)電機(jī)功能區(qū)并用作第二發(fā)電機(jī)，第一發(fā)動(dòng)機(jī)底端引出電極與第二發(fā)動(dòng)機(jī)底端引出電極分別與主負(fù)載一端連接，第一發(fā)動(dòng)機(jī)頂端引出電極與第二發(fā)動(dòng)機(jī)頂端引出電極直接以導(dǎo)線相連。雙驅(qū)水伏發(fā)電機(jī)的第一發(fā)動(dòng)機(jī)底端與第二發(fā)動(dòng)機(jī)底端皆為電荷集中端，并且所屬電荷正負(fù)相反，采用雙驅(qū)水伏發(fā)電機(jī)形式能夠形成串聯(lián)疊加作用，增大輸出功率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水伏發(fā)電機(jī)制備領(lǐng)域，尤其是一種雙驅(qū)水伏發(fā)電機(jī)的制備方法。

背景技術(shù)

水力發(fā)電機(jī)組作用是將河川、湖泊等位于高處具有勢(shì)能的水流至低處，經(jīng)水輪機(jī)推動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，具體的過(guò)程為：在水流的沖擊作用下，水輪機(jī)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，將水的位能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；水輪機(jī)又帶動(dòng)同軸相連的發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，在勵(lì)磁電流的作用下，旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子帶動(dòng)勵(lì)磁磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)的定子繞組切割勵(lì)磁磁力線在其中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在輸出電能的同時(shí)會(huì)在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生一個(gè)與其旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。由于水流不間斷地作用于水輪機(jī)，水輪機(jī)從水流中獲得的旋轉(zhuǎn)力矩用于克服電機(jī)轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的電磁制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，當(dāng)兩個(gè)力矩達(dá)到平衡時(shí)，水力發(fā)電機(jī)組將以某一恒定的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，穩(wěn)定地發(fā)出電力，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。水力發(fā)電機(jī)組一般由水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、調(diào)速器、勵(lì)磁系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和電站控制設(shè)備等組成。常用的水輪機(jī)有沖擊式和反擊式兩種，發(fā)電機(jī)大部分采用同步發(fā)電機(jī)，其轉(zhuǎn)速較低，一般均在750r/min以下，磁極數(shù)較多，結(jié)構(gòu)尺寸和重量都較大。小型水力發(fā)電機(jī)的冷卻主要采用空氣冷卻，以通風(fēng)系統(tǒng)向發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子以及鐵心表面進(jìn)行冷卻。但隨著單機(jī)容量的增長(zhǎng)，定、轉(zhuǎn)子的熱負(fù)荷不斷提高，為了在一定轉(zhuǎn)速下提高發(fā)電機(jī)單位體積的輸出功率，大容量水力發(fā)電機(jī)采用了定、轉(zhuǎn)子繞組直接水冷的方式。傳統(tǒng)的水能利用模式受自然條件的限制大，容易被地形、氣候等外部因素所影響，大型設(shè)施設(shè)備的建造和使用容易導(dǎo)致生態(tài)破壞和成本提升。

納米材料具有顯著的量子效應(yīng)和表面效應(yīng)，可與各種形式的水發(fā)生耦合而輸出顯著的電信號(hào)，如石墨烯可通過(guò)雙電層的邊界運(yùn)動(dòng)將拖動(dòng)和下落水滴的能量直接轉(zhuǎn)化為電能、也可將海水波動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。碳黑等納米結(jié)構(gòu)材料可通過(guò)大氣環(huán)境下無(wú)所不在的水的自然蒸發(fā)，持續(xù)產(chǎn)生伏級(jí)的電能。這類直接轉(zhuǎn)化水能為電能的現(xiàn)象稱為“水伏效應(yīng)”。水伏效應(yīng)為全鏈條式捕獲地球水循環(huán)的水能開(kāi)辟了全新的方向，提升了水能利用能力。水伏效應(yīng)的研究剛剛起步，需要開(kāi)發(fā)應(yīng)用環(huán)境多樣化、能量轉(zhuǎn)化高效、發(fā)電成本低廉的新材料、新器件與新系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種雙驅(qū)水伏發(fā)電機(jī)的制備方法，用以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水力發(fā)電機(jī)的功能與位置，為水能應(yīng)用提供新的形式。水伏發(fā)電機(jī)利用的能量形式是傳統(tǒng)的水的重力勢(shì)能，驅(qū)動(dòng)力為重力與毛細(xì)力，發(fā)電原理為水伏效應(yīng)，利用水的定向移動(dòng)產(chǎn)生流動(dòng)電勢(shì)，并非傳統(tǒng)水力發(fā)電機(jī)利用機(jī)械能帶動(dòng)磁感線的切割產(chǎn)生電能。另外，利用水伏發(fā)電機(jī)特有的極性區(qū)別，可以構(gòu)筑雙驅(qū)水伏發(fā)電機(jī)。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種雙驅(qū)水伏發(fā)電機(jī)的制備方法，包括如下步驟：

(1)將乙基纖維素、氧化鋁納米顆粒和氧化鋁納米纖維放入無(wú)水乙醇中加熱攪拌，獲得均勻的漿料，將漿料放入固定的氧化鋁陶瓷模型中，在兩端安置并固定好折疊電極；

(2)將填滿漿料的氧化鋁陶瓷模型放入馬弗爐中，在空氣氛圍中退火，自然冷卻至室溫，得到氧化鋁基水伏發(fā)電機(jī)功能區(qū)；

(3)將氧化鋁基水伏發(fā)電機(jī)功能區(qū)取出，除頂端及底端外，在功能區(qū)四周涂覆密封層，并與固定層連接緊密，作為第一發(fā)電機(jī)；

(4)將乙基纖維素、二氧化硅納米顆粒和二氧化硅納米纖維放入無(wú)水乙醇中加熱攪拌，獲得均勻的漿料，將漿料放入固定的氧化鋁陶瓷模型中，在兩端安置并固定好折疊電極；

(5)將填滿漿料的氧化鋁陶瓷模型放入馬弗爐中，在空氣氛圍中退火，自然冷卻至室溫，得到二氧化硅基水伏發(fā)電機(jī)功能區(qū)；