[发明专利]电容式发电的方法及其装置

说明书

本发明是一种电容式发电的方法及其装置，可应用于超高压直流发电、温差发电及波浪发电的领域。

目前的常规发电方式为电磁感应发电（即电机旋转其导体切割磁力线进行发电），但这种发电方式在超高压直流发电、温差发电及波浪发电等特殊领域内难以运用。

本发明提供了一种易于在超高压直流发电，温差发电及波浪发电等特殊领域运用的电容式发电的方法及其装置。

本发明是利用电容极板间距离的移动或介质（或介电系）的变化来实现发电的。介质和介电系数的变化，可不必用机械运动装置来实现，直接将其它能量转换为电能。

本发明是由固定电容C_o、可变电容C、负载电阻R，激励二极管D及开关K构成。

下面结合附图及实施例对本发明进行说明：

图1为本发明的原理图

图2为本发明的实际线路图

图3为本发明用于超高压直流发电时的可变电容结构示意图

图4为本发明用于温差发电时的电容结构示意图

图5为本发明用于波浪发电时的电容结构示意图

见图1电容C_o是一个容量比电容C很多倍的固定电容，在电容C的增能、释能过程中C_o为C激励充电，所以C_o又称为激励电容。激励二极管D为其激励充电提供通路，实现快速给C充电。开关K还可采用开关器件（如晶闸管、三极管等），当增能电容C的储能增大为最大值时，开关K闭合，C释放能量，使负载电阻R获得电能。增能电容C是由平板式结构的（多片组合）电容器。平板电容器的容量计算公式：

d-极板间距离m;

C＝ (εs)/(d) 式中：s-极板面积m²;

ε-电容介质介电常数。

由上式可见，当改变极板间距离d（或ε）时，其容量随之改变。发电装置开始工作前，C_o上已充有足够的电荷，这时C_o两端有一定电压值u_o，则由D给C激励充电，使C两极也有u_o的电压值。

当C的容量为最大值时：

C被激励充电，其充电电流如图1中虚线所示。当C的两极电压等于u_o时，充电结束。C的极板上充有电荷Q＝C_maxu_o，其储能W＝ 1/2 u²_oC_max。

当C容量减小到所要求的最小值时，设K= (C_max)/(O_min) ，这一过程中极板上充有电荷，是不变的。即Q＝C_maxu_o＝C_minu_c，u_c为电容C容量最小时的两极电压。u_c＝Ku_o，即这时的电压u_c增大了K倍。

电容C的储能，W＝ 1/2 u²_cC_min＝ 1/2 （Ku_o）²(O_max)/(K) ＝ (k)/2 u²_oC_max，式中表明，C的储能增大了K倍。这时将开关K闭合，电容C通过负载电阻R释放电能，放电电流如图1中实线所示。

由上可见，电容C释放的电能与给C激励的电能相比增大了K倍，即实现了机械能（将d增大）转换成了电能。上述过程连续进行，则负载获得连续的电能。

见图2其基本原理如图1所述，其中电容C′与C″（代替可变电容C）交替进行激励、释能，使负载上获得连续电能。

见图3，电容C′、C″由动片2、3、定片4、5组成，定片均用绝缘介质材料敷包，并固定在机座（壳）上。动片由固定轴将各片叠加固紧，轴与动片作横（轴）向返往移动，移动距离从动片两侧间隙宽度为极限。原动机带动凹凸轮1旋转，凹凸轮作用使动片及固定轴作轴向运动，实现电容动、定片间距d发生变化。

温差发电