基于太阳能和月球原位资源利用的月球基地能源供给系统

技术特征：
1.一种基于太阳能和月球原位资源利用的月球基地能源供给系统，其特征在于：包括太阳能热源端(1)、光谱跟踪-聚集子系统(2)、光热存储-发电子系统(3)、热电输送子系统(4)和最终负荷子系统(5)，所述光谱跟踪-聚集子系统(2)、光热存储-发电子系统(3)、热电输送子系统(4)和最终负荷子系统(5)依次连接，所述光热存储-发电子系统(3)安装在月球表面坑道内；所述光谱跟踪-聚集子系统(2)由多组自动跟踪反射镜(6)和初次聚光镜(7)构成，多组自动跟踪反射镜(6)将从太阳能热源端(1)的太阳光反射给初次聚光镜(7)；所述的光热存储-发电子系统(3)包括二次聚光镜(8)、储热模块(9)与温差发电模块(10)，所述储热模块(9)顶部安装有二次聚光镜(8)，所述温差发电模块(10)的热电转换两端分别布置在月球表面坑道和储热模块(9)之间；所述热电输送子系统(4)包括热流输送管道和电力输送通道，分别对最终负荷子系统(5)进行热流和电力的输送。2.根据权利要求1所述的基于太阳能和月球原位资源利用的月球基地能源供给系统，其特征在于：所述光热存储-发电子系统(3)基于月球表面原有的月坑或爆破坑形成的地下掩蔽场所作为安置地点。3.根据权利要求1所述的基于太阳能和月球原位资源利用的月球基地能源供给系统，其特征在于：所述月球表面坑道构成圆柱体坑道。4.根据权利要求1所述的基于太阳能和月球原位资源利用的月球基地能源供给系统，其特征在于：所述储热模块(9)包括多个压制成型的圆柱形储热单元，多个储热单元规则排列，彼此之间具有间隙。5.根据权利要求1所述的基于太阳能和月球原位资源利用的月球基地能源供给系统，其特征在于：在月球表面坑道的最外侧设置有温差发电模块(10)，温差发电模块(10)的外侧与月壤直接相连，月球表面坑道的内侧与储热模块(9)相连。6.根据权利要求1所述的基于太阳能和月球原位资源利用的月球基地能源供给系统，其特征在于：所述热流输送管道包括热流输送管路(12)和调节阀门(13)，所述光热存储-发电子系统(3)出口端与热流输送管路(12)和调节阀门(13)相连，通过调节阀门(13)调节冷热流体流量实现热能的供应，最终通过管道输送给月表建筑(16)。7.根据权利要求1或6所述的基于太阳能和月球原位资源利用的月球基地能源供给系统，其特征在于：所述电力输送通道包括直流交流转换(14)和智能控制单元(15)，所述直流交流转换(14)和智能控制单元(15)连接。8.根据权利要求1或6所述的基于太阳能和月球原位资源利用的月球基地能源供给系统，其特征在于：所述光热存储-发电子系统(3)进口端与热泵(11)相连，以提供传热流体。9.根据权利要求1所述的基于太阳能和月球原位资源利用的月球基地能源供给系统，其特征在于：根据月表地势，要求在高处安置多组连续、高效的自动跟踪反射镜(6)，自动跟踪反射镜(6)跟踪月昼期间的太阳能光伏，聚集反射给安置在月表的初次聚光镜(7)，进行光热转换。10.根据权利要求1所述的基于太阳能和月球原位资源利用的月球基地能源供给系统，其特征在于：所述最终负荷模块(5)包括月表建筑(16)和探月设备，所述月表建筑(16)利用压制成型的储热砖(17)构建，能够进一步促进建筑内热量的利用，热流体在月表建筑(16)
与光热存储-发电子系统(3)间循环流动，形成有效的输送闭环。

技术总结
本发明提出了一种基于太阳能和月球原位资源利用的月球基地能源供给系统，通过温差发电和光热电联合技术，实现月球基地能源的闭环连续稳定供能。月坑或熔岩管形成的地下掩蔽场所可作为集储热-发电一体化模块的天然安置地，坑内规则安置大容量、高密度的储热单元，通过在月球表面安置的大量自动跟踪反射镜及聚光镜，引入太阳能光热，完成系统热能的存储。储热模块最外侧包裹温差发电材料，基于储热模块与外界环境之间的温差，实现月昼、月夜不同时刻的连续电能供应，保证月球基地能源的稳定需求。同时月球基地的建筑同样结合储能进行搭建，后期可进一步开发智能的能源管理系统，实现光-热-电的稳定高效转换利用。电的稳定高效转换利用。电的稳定高效转换利用。


技术研发人员：帅永 何西波 王伟 裘俊 侯宜成
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2022.02.24
技术公布日：2022/6/4