一种全新供电装置的制作方法

本发明涉及新能源，特别是指一种全新供电装置。

背景技术：

1、随着社会经济的快速发展，人们对能源的需求量与日俱增，与之相对的，诸如煤炭、石油等化石能源变得逐渐短缺。自法拉第发现电磁感应现象以来，电磁发电技术逐渐发展成为主要的发电手段。传统发电技术带来的环境问题越来越受到人们的关注，各种新型发电技术和新能源的利用开发也在蓬勃发展。

2、开发利用新能源能够有效解决人们面临的能源短缺问题，与此同时，新能源和可再生能源的使用能够大大减少污染物的排放，从而缓解使用化石能源所带来的环境问题。新能源的开发主要是针对太阳能，风能，生物质能，氢能和核能等，但是新能源的发展还存在很多技术问题，尤其是发电设备需要根据能源特点进行优化。传统的电磁发电技术已经难以满足新能源的发展需求，更多新型发电技术和发电装置的开发将有利于攻克现有发电技术的瓶颈。

3、近年来，基于麦克斯韦位移电流的新型发电技术引起了人们的关注。将两种电、磁场的规律合并在一起，就得到麦克斯韦位移电场的基本规律，可以总结为麦克斯韦方程组，表示如下：

4、∮sd·ds＝∑iqi

5、∮sb·ds＝0

6、

7、

8、上述四个方程式称为麦克斯韦方程组的积分形式。

9、将麦克斯韦方程组的积分形式用高等数学中的方法可变换为微分形式，微分形式的方程组如下：

10、

11、

12、

13、

14、上面四个方程可逐一说明如下：在麦克斯韦位移电场中任一点处

15、(1)电位移的散度等于该点处自由电荷的体密度ρ；

16、(2)电场强度的旋度等于该点处磁感强度变化率的负值；

17、(3)磁场强度的旋度等于该点处传导电流密度jc与位移电流密度的矢量和；

18、(4)磁感强度的散度处处等于零。

19、在麦克斯韦方程组中，电场和磁场已经成为一个不可分割的整体，该方程组系统而完整地概括了麦克斯韦位移电场的基本规律。麦克斯韦位移方程组指出在变化的磁场或电场中会有位移电流的产生。由于物体表面分子在碰撞过程中能量势垒降低，电子更容易发生跃迁，从而产生麦克斯韦位移电场的变化。从而对麦克斯韦方程组进行了修正：

20、

21、式中第二项ps就是由外力做功引发的极化向量。即只要物体相互接触，只要有力做功，无论是碰撞、摩擦或者其他接触形式，就会产生电场，而随着接触的两物体的相对位置发生变化，产生的电场也会发生变化，外力做功和运动状态的变化都会产生变化的电场，变化的电场可以产生麦克斯韦位移电流。以两物质相互接触为例，可以计算出修正后的位移电流公式：

22、

23、这个式子表示了位移电流的大小与接触分离的速度(dh/dt)成正比，式中a与介电层表面结构有关，σt为表面电荷密度，ε1和ε2为介电常数，d1和d2为介电层厚度。

24、参考文献：

25、[1]z.l.wang.on the first principle theory of nanogenerators frommaxwell's equations,nano energy,2019:104272.

26、[2]z.l.wang.on the expanded maxwell's equations for moving chargedmedia system-general theory,mathematical solutions and applications in teng,mater.today,2022,52:348-363.

27、[3]z.l.wang.on maxwell's displacement current for energy and sensors:the origin of nanogenerators,mater.today,2017,20(2):74-82.

技术实现思路

1、本发明是一个开创性的新发现，摩擦一次后会产生电场，摩擦后静止不动，产生的是静电场；但不断地摩擦，此时就会产生变化的电场，这就是麦克斯韦位移电场。根据麦克斯韦提出的涡旋电场和位移电流的概念，变化的磁场可以在空间激发变化的涡旋电场，而变化的电场也可以在空间激发变化的涡旋磁场。因此，不断地摩擦就会产生变化的电场，变化的电场产生麦克斯韦位移电流。不同于传导电流(在导线里面流动)，只要在这个变化的电场中放置一个能量收集部件，就可以对电能进行收集。这是对现有的日常生活中产生的能量进行收集利用的重要方法，对于现有技术而言是极大的进步。

2、本发明要解决的技术问题是提供一种全新供电装置，发电板受到力的作用会产生电场，不断的作用会产生变化的电场，变化的电场产生麦克斯韦位移电流，通过置于变化电场中的能量收集部件对电能进行收集。即发电板将机械能转换为电能，通过用电电路处理后满足不同的用电需求。

3、该装置包括发电板，发电板可以包括能量收集部件，当发电板受到外力作用(摩擦、拍打，碰撞等)会产生电场，不断的作用会产生变化的电场，变化的电场产生麦克斯韦位移电流，通过置于变化电场中的能量收集部件对电能进行收集。该装置还可以包括摩擦层和用电电路，发电板受到摩擦层不断的摩擦或拍打会产生变化的电场，从而产生麦克斯韦位移电流，通过置于变化电场中的能量收集部件收集电能并传导到用电电路，通过用电电路稳压调制形成稳定的电能输出，从而满足不同的用电需求。

4、所述一种全新供电装置包括发电板，发电板可以包括能量收集部件，当发电板受到外力作用(摩擦、拍打，碰撞等)会产生电场，不断的作用会产生变化的电场，变化的电场产生麦克斯韦位移电流，通过置于变化电场中的能量收集部件对电能进行收集。

5、所述一种全新供电装置包括发电板和摩擦层，其中发电板可以包括能量收集部件，当发电板受到摩擦层不断的摩擦或拍打会产生变化的电场，变化的电场产生麦克斯韦位移电流，通过置于变化电场中的能量收集部件收集电能。

6、所述一种全新供电装置包括发电板、摩擦层和用电电路，其中发电板可以包括能量收集部件，发电板受到摩擦层不断的摩擦或拍打会产生变化的电场，从而产生麦克斯韦位移电流，通过置于变化电场中的能量收集部件收集电能并传导到用电电路，通过用电电路稳压调制形成稳定的电能输出，从而满足不同的用电需求。

7、所述能量收集部件可以用粘贴、胶装、刻蚀、焊接、磁控溅射、沉积、电镀等方式添加到发电板表面。

8、所述发电板可以是一种材料，可以是不同种材料的复合，所述发电板的材料可以是高分子材料，可以是半导体材料，可以是有机无机复合材料。

9、所述发电板可以是柔性，也可以是刚性,可以是一层，可以是多层。

10、所述能量收集部件可以是由导体、半导体、二极管、稳压芯片、pn结器件、npn型三极管、pnp型三极管、稳压三极管等电子元件中的一种或多种构成，能量收集器的个数可以是单个，也可以是多个。

11、所述能量收集部件的连接方式可以是串联，可以是并联，也可以是串并联。

12、所述能量收集部件为二极管时的输出最大电压由二极管反向击穿电压、二极管数目和连接方式决定，可以根据用电的需求进行调节。其中涉及的pn结，除了表现出诸如整流，电致发光和光伏效应之类的现象外，在结处还产生了缺乏电子和空穴的耗尽层。这些特性以各种形式应用于包括二极管等各种半导体元件中。

13、所述摩擦层可以是高分子材料、高分子薄膜、毛皮、纺织品，可以是但不限于：聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、偏氯乙烯丙烯腈共聚物、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚氯丁二烯、聚酰亚胺、苯胺甲醛树脂、聚甲醛、乙基纤维素、聚酰胺、三聚氰胺甲醛、聚碳酸酯、聚乙二醇丁二酸酯、酚醛树脂、氯丁橡胶、纤维素、天然橡胶、硅胶、乙基纤维素、纤维素乙酸酯、聚己二酸乙二醇酯、聚邻苯二甲酸二烯丙酯、人造纤维、聚乙醇缩丁醛、纤维(再生)海绵、聚氨酯弹性体、苯乙烯丙烯共聚物、苯乙烯丁二烯共聚物、聚乙烯丙二酚碳酸盐、人造纤维、聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇、聚酯、聚异丁烯、聚氨酯柔性海绵、聚双苯酚碳酸酯、聚氯醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、液晶高分子聚合物、派瑞林、纸、毛皮及其织物、蚕丝及其织物。

14、所述用电电路包括电路管理模块，可以由开关、整流部件、稳压器、电容、电感通过串并联组成，以匹配不同的用电需求。具体包括变压模块、整流模块、储能模块、稳压模块，所述变压模块可以降低能量收集器的输出电压并提高输出电流，所述整流模块可以将所述变压模块输出的交流电转换成直流电，所述储能模块可以进行电能存储，所述稳压模块可以稳定工作电路的输出电压，进而通过所述用电电路可以将能量收集部件收集到的电能调整到符合不同的用电器工作或并网所需的供电要求。

15、所述全新供电装置可以几个串联或并联排布，形成一个大系统，该装置可用于为小型用电设备、传感系统、电网系统等供电，有利于物联网及大数据网络的进一步发展。

16、所述全新供电装置输出与发电板的发电能力、能量收集部件的收集能力、环境湿度、环境温度、发电板受到力的大小及有效受力的面积、力施加的频率等因素有关。

17、本发明的上述技术方案的有益效果如下：

18、该装置结构简单，发电板受到外力作用会产生电场，变化的电场产生麦克斯韦位移电流，通过置于变化电场中的能量收集部件收集电能并传导到用电电路，通过用电电路稳压调制形成稳定的电能输出，主要用于为小型用电设备、传感设备、或电网系统供电，有利于物联网及大数据网络的迅速发展，满足人们的能源需求，减少化石燃料燃烧带来的污染，减少空气污染和工业废气对人体的伤害，具有广阔的应用前景。这是一种全新的供电装置，是一种全新原创的技术，它打破了传统技术带来的局限，将为我们的生活与科技打开新世界的大门。