[发明专利]一种可模块组装的全天候持续发电装置

说明书

本发明涉及一种可模块组装的全天候持续发电装置，包括模块化组装连接的辐射致冷器件、光热转换器件、热电转换器件和导热基底，所述热电转换器件设置于导热基底上，所述辐射致冷器件和光热转换器件分别与热电转换器件热传递连接。与现有技术相比，该发电装置不受时间和地域的限制，白天可利用光热转换器件，辐射致冷器件之间的温差发电，晚上可利用辐射致冷器件和地球表面环境温度发电，并且器件结构、尺寸可设计，可依据环境特点进行模块化组装，实现能量的利用最大化。

技术领域

本发明属于能源转换与应用技术领域，尤其是涉及一种可模块组装的全天候持续发电装置。

背景技术

开发清洁能源以降低对化石燃料的依赖是解决能源短缺，减少污染物排放问题的有效途径之一。太阳能是地球分布最广泛的能量，利用光电(光伏电池)、光热电效应(光热材料+热电器件)可将太阳能中的光能部分转换为电能，是获取清洁能源的有效途径。如专利申请CN110086418A公开一种光伏发电装置、专利申请CN110274326A公开一种日间辐射制冷器及其制备方法、专利申请CN111486069A公开一种用于太阳能辅助海洋温差发电系统的能量管理装置等。但这些现有技术只能利用太阳能中的可见光部分，而且会受限于光照条件，在无光照时(如夜晚)难以工作，面临着长久持续供电的困境。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可模块组装的全天候持续发电装置，利用辐射致冷效应-光热转换效应在热电转换器件两端构筑温差以实现持续发电，无时间、地域或环境条件限制。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种可模块组装的全天候持续发电装置，包括模块化组装连接的辐射致冷器件、光热转换器件、热电转换器件和导热基底，所述热电转换器件设置于导热基底上，所述辐射致冷器件和光热转换器件分别与热电转换器件热传递连接。

进一步地，所述光热转换器件贴附于热电转换器件上表面，所述辐射致冷器件贴附于导热基底上表面，并围设于热电转换器件周围。

进一步地，所述辐射致冷器件贴附于热电转换器件上表面，所述光热转换器件贴附于导热基底上表面，并围设于热电转换器件周围。

进一步地，所述辐射致冷器件的上表面面积：光热转换器件的上表面面积：热电转换器件的上表面面积＝(1～1000)：(1～1000)：(1～1000)。

进一步地，该全天候持续发电装置还包括用于容纳所述辐射致冷器件、光热转换器件、热电转换器件和导热基底的真空腔体。

进一步地，所述导热基底通过隔热支架设置于真空腔体内。

进一步地，该全天候持续发电装置通过导热棒安装于环境中。

进一步地，所述辐射致冷器件包括红外辐射层、反射层和导热层。

进一步地，所述红外辐射层优选自然辐射体、薄膜基辐射体、纳米颗粒基辐射体或光子辐射体，所述反射层优选金属或金属氧化物，所述导热层优选硅片或铜片。

进一步地，所述光热转换器件包括光热转换层和导热层。

进一步地，所述光热转换层的材料优选碳基材料、金属基材料、聚合物基材料、金属硫氧基材料中的一种或多种，光热转换层的结构优选金属-陶瓷结构、金属-半导体结构、多层薄膜干涉结构或结构化表面。所述导热基底优选硅片或铜片。

进一步地，所述光热转换器件使用的太阳光波段包括紫外光、可见光和近红外光波段。

进一步地，所述热电转换器件采用块体热电器件或MEMS热电器件。

进一步地，所述热电转换器件优选平面型结构或垂直型结构。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：