[发明专利]一种基于光谱调节的全天候温差发电装置及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于光谱调节的全天候温差发电装置及其制备方法，涉及使用可再生能源的热电发电技术领域，辐射制冷装置背光倾斜设置于支架顶部；辐射制冷装置包括辐射制冷薄膜、镀银金属层以及由亚克力板和透明聚乙烯薄膜层构成的第一密封空腔；辐射制冷薄膜附着在镀银金属层上表面构成辐射制冷器；太阳能吸收装置向阳倾斜设置于支架顶部；太阳能吸收装置包括炭黑金属层和气凝胶层以及由二氧化硅层和亚克力板构成的第二密封空腔；炭黑金属层下表面与气凝胶层构成温差腔室；在辐射制冷装置与太阳能吸收装置之间设置有温差发电组件来进行热量交换；该发电装置充分利用太阳能与辐射制冷，不耗费其他能源，可以全天运行。

技术领域

本发明涉及使用可再生能源的热电发电技术领域，具体涉及一种基于光谱调节的全天候温差发电装置及其制备方法。

背景技术

随着人类社会发展，环境问题越来越突出，节能减排越来越重要。太阳能作为清洁能源，具有总量丰富，分布广泛，环保绿色等特点，是取代化石燃料，实现节能减排的重要能源，但是太阳能具有时间上的不稳定性，无法夜间利用。

大气中的水蒸气、甲烷、二氧化碳以及尘埃等在中红外辐射波段与电磁波会产生相互作用，包括强烈的吸收、反射和散射，从而一定程度上阻碍了地球表面的热辐射向低温外太空逃逸。然而，在某些特殊波段内，比如8-13μm波段，大气层对电磁波具有很高的透过率，所以这些波段通常被称为“大气窗口”波段。宇宙空间的温度接近绝对零度，代表了大量的可再生热力学资源，同时也表现为最终的散热器。与其他制冷方式相比，辐射制冷不消耗能量，通过辐射的方式将热量直接散失到外太空。

温差发电技术是基于塞贝克效应(Seebeck效应)将热能直接转换为电能的技术，具有无机械转动装置、工作时无噪音、无污染等优点，塞贝克效应是指由于两种不同电导体或半导体的温度差引起两种物质之间的电势差的热电现象。温差发电技术是一种利用高、低温热源之间的温差，使半导体产生直流电压，利用塞贝尔效应将热能直接转换为电能的技术。为此提出一种基于光谱调节的全天候温差发电装置及其制备方法以解决以上问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于光谱调节的温差发电装置及其制备方法，通过对可见光和“大气窗口”进行光谱调节，冷端由辐射制冷技术提供冷量，热端对太阳能进行吸收提供热量进而产生温差，从而使温差发电片产生电动势，解决现有技术中存在的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种基于光谱调节的全天候温差发电装置，包括：

支架，放置于地面上；

辐射制冷装置，倾斜设置于所述支架上一侧，所述辐射制冷装置包括：

第一密封空腔，底端连接于所述支架，其顶端连接有温差发电组件，所述第一密封空腔顶层设置有透明聚乙烯薄膜层；

镀银金属层，设置于所述第一密封空腔内，且与所述透明聚乙烯薄膜层平行不接触；所述镀银金属层上端与所述温差发电组件相接触；所述镀银金属层的上表面附着有辐射制冷薄膜；

太阳能吸收装置，倾斜设置于所述支架上另一侧；所述太阳能吸收装置包括：

第二密封空腔，底端连接于所述支架，其顶端与所述温差发电组件相连接，所述第二密封空腔顶层设置有二氧化硅层；

炭黑金属层，设置于所述第二密封空腔内，且与所述二氧化硅层平行且互不接触，所述炭黑金属层上端与所述温差发电组件相接触。

进一步地，还包括：

亚克力板，分别与聚乙烯薄膜和二氧化硅构成所述第一密封空腔与第二密封空腔

气凝胶层，设置于所述第二密封空腔的底层上。

进一步地，基于一种基于光谱调节的全天候温差发电装置的制备方法，包括以下步骤：