[发明专利]一种基于红外光与长波紫外光线的发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力领域，尤其是一种基于红外光与长波紫外光线的发电装置。

背景技术

红外光又叫红外线，是波长比可见光要长的电磁波，波长为1毫米到770纳米之间，光谱上面在红色光的外侧。自然界的任何物体都是红外光辐射源，时时刻刻都在不停地向外辐射红外光。

红外光的传热形式是辐射传热，由电磁波传递能量。在远红外光照射到被加热的物体时，一部分射线被反射回来，一部分被穿透过去。当发射的远红外光波长和被加热物体的吸收波长一致时，被加热的物体吸收远红外光，这时，物体内部分子和原子发生“共振”——产生强烈的振动、旋转，而振动和旋转使物体温度升高，达到了加热的目的。

紫外线是电磁波谱中波长从0.10-0.40微米辐射的总称，紫外光具有波长短、能量高、穿透能力比可见光强等特点，在许多领域有独特的优势。紫外线具有荧光效应、生物效应、光化学效应和光电效应，适用于工业、农业、国防和医疗等领域。

依据紫外线自身波长的不同，主要将紫外线分为三个区域。即长波紫外线、中波紫外线和长波紫外线。长波紫外线是波长400－315nm的紫外线，能量高，并且能够穿透臭氧层，在自然界中广泛存在，尤其是在高原地区，但目前，有关长波紫外线作为能源的利用尚未见报道。

发明内容

本发明提出了一种基于红外光与长波紫外光线的发电装置，本发明采取的技术方案如下：

一种基于红外光与长波紫外光线的发电装置，包括红外光发电机、长波紫外线发电机、支架和电容器，其特征在于：所述电容器为平板电容器，电容器表面上设置有一个支架，支架上固定有若干个红外光发电机及长波紫外线发电机；且红外光发电机及长波紫外线发电机间隔平行排列；

所述红外光发电机包含红外光捕获器、红外光制热薄膜和热电转换器元件，所述每个热电转化器元件表面连接一层红外光制热薄膜，所述红外光制热薄膜与红外光捕获器相连；

所述长波紫外光发电机包括长波紫外线捕获薄膜、圆弧形聚光透镜和紫外光电转化器，所述紫外光电转化器与圆弧形聚光透镜相连，所述圆弧形聚光透镜表面涂敷有一层长波紫外线捕获薄膜，所述电容器通过导线分别与长波紫外线发电机的正极I和负极I及红外光发电机的正极和负极相连，构成发电装置。

所述红外光制热薄膜为一层或多层石墨烯，所述石墨烯表面涂敷有远红外光涂料或经陶瓷化处理。

所述红外光捕获器为聚光透镜，所述的透镜表面涂敷高分子聚合物，适用于吸收波长为0.76-400微米范围的红外光。

所述热电转换器元件为碱金属热电转换器。

所述碱金属热电转换器是一个充有少量钠的密闭容器，由厚度约1毫米的氧化铝固体电解质和电磁泵将其分隔成压力不同的两部分。在高压侧，电解质钠被热源加热，在钠与固体电解质的交界面，由压力差决定的化学势梯度驱使钠离子透过氧化铝向低压侧的电解质多孔电极界面迁移，负载开路时，在氧化铝两侧便形成电动势，这一过程和浓度差电池类似，因而，碱金属热电转换器空载电压由能斯特方程决定。负载接通时，电子从高压侧经外电路到达多孔电极处，与离子复合成钠原子，然后钠以蒸气相穿过低压空间到达冷凝器，凝结的液钠则由电磁泵送回高压侧，从而达到热电的转化。

所述长波紫外线捕获薄膜为一层或多层石墨烯，所述石墨烯表面涂敷有一层碳化硅或氧化锌多孔膜。

所述圆弧形聚光透镜为10毫米×10毫米的熔融石英透镜阵列，具有平凸外形，透镜间距为150微米或300微米，并排列在方形网格中。

所述紫外光电转化器为主要元件为半导体激光器，所述半导体激光器的芯片为无钴P型氮化钙薄膜。

本发明涉及一种基于红外光与紫外光线的发电装置，利用红外光作为能源，先将红外光转化成热能再转化成电能，与普通太阳能发电装置相比，红外光作为能源不受天气和时间的限制，能源更稳定；采用表面涂敷高分子聚合物圆弧形聚光透镜作为红外光捕获器，能够吸收波长为0.76-400微米范围的红外光，并将其聚焦到红外光制热薄膜上，使分散的能源聚集，达到热电有效转化目的；采用一层或多层石墨烯作为红外光制热薄膜，能够紧密耦合到红外光捕获器收集的红外光，直接将红外光辐射引导至热电转化器元件，热能更有效地传递；采用碱金属热电转换器发电，转化效率高；