CN110492780A - 月尘静电储能发电装置 - Google Patents

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CN110492780A
CN110492780A CN201910549352.5A CN201910549352A CN110492780A CN 110492780 A CN110492780 A CN 110492780A CN 201910549352 A CN201910549352 A CN 201910549352A CN 110492780 A CN110492780 A CN 110492780A
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谢和平
莫思特
李碧雄
高明忠
李存宝
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Sichuan University
Shenzhen University
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Abstract

本发明公开一种月尘静电储能发电装置，包括：电容器(20)，月尘电荷收集器(30)，该月尘电荷收集器(30)包括，壳体(310)以及竖直设置在所述壳体(310)内部用于使壳体转动的重心变换机构；支架(10)，所述支架包括第一支架(110)、第二支架(120)；所述月尘电荷收集器(30)设置在所述第一支架(110)与所述第二支架(120)之间；电极机构(40)，开关组件(50)；当所述电极机构(40)与所述月尘电荷收集器(30)接触，并通过所述开关组件(50)将所述电极机构(40)与所述电容器(20)接通时，月尘电荷导入所述电容器(20)中，所述月尘静电储能发电装置存储电能。该月尘静电储能发电装置，具有结构简单，发电效率高、能够持续发电的特点。

Description

月尘静电储能发电装置
技术领域
本发明涉及月尘静电发电技术领域，尤其涉及月尘静电储能发电装置。
背景技术
随着科技的进步，人类对外太空的探索力度越来越大。目前，人类的探月工程中的能源供应主要依靠太阳能电池以及小型放射性同位素温差发电技术，仅仅依靠太阳能电池或小型放射性同位素温差发电将难以为月夜探月活动尤其是月球基地提供充足的能源供应。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种月尘静电储能发电装置，旨在解决现有依靠太阳能电池和小型放射性同位素温差发电技术难以为探月活动提供充足的能源供应的问题。
本发明的技术方案如下：
月尘静电储能发电装置，其中，包括：
电容器(20)，以及
月尘电荷收集器(30)，包括壳体(310)以及竖直设置在所述壳体(310) 内部用于使壳体转动的重心变换机构；以及
支架(10)，所述支架包括第一支架(110)、第二支架(120)；所述月尘电荷收集器(30)设置在所述第一支架(110)与所述第二支架(120)之间，且与所述第一支架(110)、所述第二支架(120)转动连接；第一支架 (110)、第二支架(120)由热膨胀系数小于10×10-6/℃的绝缘材料制作；
电极机构(40)，用于与所述月尘电荷收集器(30)接触或分离，所述电极机构(40)设置在所述第一支架上(110)；所述第一支架(110)设置在所述月尘电荷收集器(30)与所述电容器(20)之间；
开关组件(50)，所述开关组件(50)设置在所述第一支架(110)与所述电容器(20)之间，用于将所述电极机构(40)与所述电容器(20)接通或断开；
第一支架(110)、第二支架(120)、灰尘电荷清洗机构(60)，第三伸缩件(510)、电容器(20)分别安装在月壤支撑支架上，所述月壤支撑支架安装在月球表面；
在月昼，当球正极机构(410)与外壳(310)短路连接，且所述开关组件(50)将所述球正极机构(410)与所述电容器正极(210)短路连接时，月尘正电荷电荷导入所述电容器(20)正极，在月夜，球负极机构(420) 与外壳(310)短路连接，且所述开关组件(50)将所述球负极机构(420) 与所述电容器负极(220)短路连接时，月尘正电荷电荷导入所述电容器(20)负极，所述月尘静电储能发电装置储存电能。
所述的月尘静电储能发电装置，其中，所述重心变换机构包括：
外管(321)，与所述外管的一端套接的内管(322)；以及
设置在所述外管(321)一端连接重锤(323)；所述内管(322)在外管连接重锤的一端套接在外管(321)内；外管与内管轴心相同,且内管与外管呈直线，穿过外壳球心；
所述外管(321)的另一端及所述内管(322)的另一端分别固定设置在所述壳体(310)上。
所述的月尘静电储能发电装置，其中，所述电极机构(40)包括球正极机构(410)以及球负极机构(420)；
所述球正极机构(410)包括：触头(411)，与所述触头(411)固定连接的弹性件(412)；以及
用于使所述触头伸缩的第一伸缩件(413)，所述第一伸缩件(413)设置在所述第一支架(110)靠近所述月尘电荷收集器(30)的一侧；
所述球负极机构(420)包括：触头(411)，与所述触头(411)固定连接的弹性件(412)；以及
用于使所述触头伸缩的第二伸缩件(421)，所述第二伸缩件(421)设置在所述第一支架(110)远离所述月尘电荷收集器(30)的一侧；
所述球正极机构(410)和所述球负极机构(420)的触头(411)由固定连接的弹性件(412)固定到金属外壳上；触头(411)、弹性件(412)、金属外壳(414)为热膨胀系数小于15×10-6/℃的金属材料，弹性件(412) 具有弹性，触头(411)靠近弹性件(412)有尾端栓(415)尾端栓(415) 用于防止触头(411)被弹性件(412)弹出金属外壳(414)；触头(411)、弹性件(412)、金属外壳(414)之间短路连接；
第一伸缩件(413)和第二伸缩件(421)由热膨胀系数大于50×10-6/℃的材料制作。
所述的月尘静电储能发电装置，其中，所述开关组件(50)包括第三伸缩件(510)以及固定在所述第三伸缩件(510)一端的选通开关(520)；所述第三伸缩件(510)由热膨胀系数大于50×10-6/℃的材料制作，与选通开关(520)和月壤支撑支架绝缘；所述选通开关(520)由金属材料构成，并在月昼将球正极机构(410)的金属外壳(414)与电容器(20)的电容器正极(210)短路连接，在月夜将球负极机构(420)的金属外壳(414) 与电容器(20)的电容器负极(220)短路连接；月昼和月夜变更的时间，正极机构(410)的金属外壳(414)与电容器(20)的电容器正极(210) 断开，负极机构(420)的金属外壳(414)与电容器(20)的电容器负极 (220)断开。
所述的月尘静电储能发电装置，其中，还包括灰尘电荷清洗机构 (60)，所述灰尘电荷清洗机构(60)包括清洗控制组件(610)以及清洗部件(620)；
所述清洗控制组件(610)包括：清洗控制杆(611)，靠近所述清洗控制杆的一端设置有平行齿轮(612)；以及
升降盘(613)，所述升降盘(613)上设置有与所述平行齿轮(612)相啮合的圆形齿轮(614)；
所述清洗部件(620)包括：清洗球面(621)设置在所述清洗球面上的金属毛刷(622)以及用于接地的接地导线(623)；所述清洗部件(620) 设置在所述升降盘上(613)；清洗球面(621)材料与月尘电荷收集器(30) 外壳(310)相同；
所述升降盘(613)为椭圆形。
所述的月尘静电储能发电装置，其中，所述第一伸缩件(413)为L形，所述L形第一伸缩件的一端固定在所述第一支架(110)上，另一端固定在所述金属外壳(414)上。
所述的月尘静电储能发电装置，其中，所述第二伸缩件(412)为L形，所述L形第二伸缩件的一端固定在所述第一支架(110)上，另一端固定在所金属外壳(414)上。
所述的月尘静电储能发电装置，其中，所述外管(321)的长度与所述内管(322)的长度相等，由热膨胀系数大于50×10-6/℃的相同材料制作，表面做绝缘处理，所述外管(321)的重量与所述内管(322)的重量相同。
所述的月尘静电储能发电装置，其中，月尘电荷收集器(30)外壳 (310)为热膨胀系数较小于15×10-6/℃的空心金属球面；
在月昼，重锤(323)移向外壳(310)球心与内管(322)与外壳(310) 交点之间，使得月尘电荷收集器(30)的重心移向外壳(310)球心与内管(322)与外壳(310)交点之间；在月夜，重锤(323)移向外壳(310) 球心与外管(321)与外壳(310)交点之间，使得使得月尘电荷收集器 (30)的重心移向外壳(310)球心与外管(321)与外壳(310)交点之间；在月昼和月夜变更的时间，重锤(323)移过外壳(310)球心。
所述的月尘静电储能发电装置，其中，
所述电容器(20)的正极电位Vp计算公式如下：
其中，ρds为月昼月球表面正电荷密度；R为月尘电荷收集器(30) 的外壳(310)半径；εd：月昼月尘介电常数；
所述电容器(20)的负极电位Vn计算公式如下：
其中，ρns为月夜月球表面负电荷密度；R为月尘电荷收集器(30)半径；εn为夜间月尘介电常数；
所述电容器(20)储存能量W计算公式如下：
其中，C为电容器(20)的电容值。
有益效果：本发明提供的月尘静电储能发电装置，利用月球上月尘带电的特性以及月尘所带电荷的变化规律进行发电，所提供的发电装置具有结构简单，安装、维护方便，发电效率高，传感与控制采用无源方式。同时该发电装置不受月昼和月夜的影响，能够持续的进行发电。从而很好地解决了现有发电技术难以为探月活动提供充足的能源供应问题。
附图说明
图1为本发明月尘静电储能发电装置较佳实施例的结构示意图。
图2为本发明图1所示的月尘静电储能发电装置中重心变换机构的结构示意图。
图3是球正极机构的结构示意图。
图4是球负极机构的结构示意图。
图5是清洗控制组件第一状态结构示意图。
图6是清洗控制组件第二状态结构示意图。
图7是清洗控制组件第三状态结构示意图。
图8是清洗控部件结构示意图。
图9a是实施例中月尘静电储能发电装置带直流负载的结构示意图。
图9b是月尘静电储能发电装置带交流负载的结构示意图。
10：支架；110：第一支架；120：第二支架；20：电容器； 210：电容器正极；220：电容器负极；30：月尘电荷收集器；310：外壳；321：外管；322：内管；323：重锤；40：电极机构；410；球正极机构；411：触头；412：弹性件；413：第一伸缩件；414：金属外壳；415：尾端栓；420：球负极机构；421：第二伸缩件； 50：开关组件；510：第三伸缩件；520：选通开关；60：灰尘电荷清洗机构；610：清洗控制组件；611：清洗控制杆；612：平行齿轮；613：升降盘；614：圆形齿轮；620：清洗部件；621：
清洗球面；622：金属毛刷；623：接地导线；
具体实施方式
本发明提供一种月尘静电储能发电装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1-2，本发明提供的月尘静电储能发电装置包括：支架10，所述支架10包括第一支架110、第二支架120；电容器20，以及月尘电荷收集器30，所述月尘电荷收集器30包括壳体310以及竖直设置在所述壳体310内部用于使壳体310转动的重心变换机构320(图中未示出)；电极机构40，所述电极机构40设置在所述第一支架110上，用于与所述月尘电荷收集器30接触或分离；所述第一支架110设置在所述月尘电荷收集器30与所述电容器20之间；开关组件50，所述开关组件50 设置在所述第一支架110与所述电容器20之间，用于将所述电极机构 40与所述电容器20接通或断开；当所述电极机构40与所述月尘电荷收集器30接触，并通过所述开关组件50将所述电极机构40与所述电容器20接通时，月尘电荷导入所述电容器20中，所述月尘静电储能发电装置储存电能。
其中，第一支架110、第二支架120、电容器20分别安装在月壤支撑支架上，所述月壤支撑支架安装在月球表面。所述第一支架110、第二支架120由热膨胀系数小于10×10-6/℃的绝缘材料制作，例如由陶瓷材料制作。
所述月尘电荷收集器30的主体为一个均匀的金属球面，所述金属球面的重心在球心处。所述金属球面所用金属的种类包括但不限于，铂金，金，铜，铝，不锈钢，铝合金等。
具体来说，在月昼，主要受太阳辐射作用，月尘与光子作用发生光电效应向外发射带负电的光电子，月尘得到相应的正电荷，从而使月球表面上方形成一层电势为正的光电子鞘层；在月夜，由于没有太阳辐射，月球受太阳风的等离子体流的作用，由于电子的热运动速度远远大于离子的热运动速度，电子更容易被月球表面的月尘吸收，从而使月表形成一层电势为负的等离子体鞘层。
本发明通过将月尘中所带的静电荷进行收集，并将所收集到的电荷存储到电容器中用于发电。很好地解决了现有发电技术难以为探月活动提供充足的能源供应问题。
在一种优选的实施方式中，如图2所示，所述重心变换机构320包括：外管321，与所述外管的一端套接的内管322；以及设置在所述外管321一端连接重锤323；所述内管322在外管连接重锤的一端套接在外管321内；外管与内管轴心相同；所述外管321的另一端及所述内管 322的另一端分别固定设置在所述壳体310上。
具体来说，所述重心变换机构320包括两根金属管(内管322、外管321)及重锤323，所述两根金属管通过套接的方式连接在一起，所述重锤323固定在所述外管321套接一端上，所述外管321可以沿所述内管322的外侧壁上下移动。所述重心变换机构经过所述金属球面的球心并竖直设置在所述金属球面的内部。所述外管的另外一端(非套接端) 以及所述内管的另一端(非套接端)可以通过诸如焊接的方式焊接在金属球面的内部。所述内管以及外管的长度是相等的，所述内管与所述外管的重量是相同的，目的是保持整体的重心还位于球心处，当设置重锤后，考虑到重锤的重量，整体的重心由球心偏向重心一侧。
进一步，所述内管322、外管321所用的材料是强度高、热膨胀系数大的材料、作为举例其可以是胶木材料。所述重锤所用材料为密度较高的金属，比如铅。
所述重心变换机构工作过程为，在月昼，重锤323移向外壳310球心与内管322与外壳310交点之间，使得月尘电荷收集器30的重心移向外壳310球心与内管322与外壳310交点之间；在月夜，重锤323移向外壳310球心与外管321与外壳310交点之间，使得月尘电荷收集器30的重心移向外壳310球心与外管321与外壳310交点之间；在月昼和月夜变更的时间，重锤323移过外壳310球心，使电荷收集器30发生偏转。
在一种优选的实施方式中，如图1、图3所示，所述电极机构40 包括球正极机构410以及球负极机构420；所述球正极机构410包括：触头411，通过尾端栓415与所述触头411固定连接的弹性件412；用于使所述触头411伸缩的第一伸缩件413，金属外壳414，所述金属外壳414由热膨胀系数小于15×10-6/℃的金属材料制作而成，所述金属材料可以是金、不锈钢或铂金等；所述尾端栓415用于防止触头411被弹性件412弹出金属外壳414；触头411、弹性件412、金属外壳414之间短路连接。
所述弹性件412可以是弹簧、弹性金属圈等；所述第一伸缩件413 由热膨胀系数较大的金属材料制成，如由热膨胀系数大于50×10-6/℃的材料制作。所述第一伸缩件413设置在所述第一支架110靠近所述月尘电荷收集器30的一侧，即所述第一伸缩件413的伸展方向向着月尘电荷收集器30的球心。当第一伸缩件吸收热量长度变长时，其对弹簧进行拉伸，使触头接触月尘电荷收集器并紧密接触。当温度降低时，所述第一伸缩件缩短，使触头与月尘电荷收集器分离。作为举例，所述第一伸缩件413可以是L形，所述L形第一伸缩件的一端固定在所述第一支架110上，另一端固定在所述触头411上。所述L形第一伸缩件与所述触头位于第一支架的同一侧。
如图1、图4所示，所述球负极机构420包括：触头411，通过尾端栓415与所述触头411固定连接的弹性件412；用于使所述触头411伸缩的第二伸缩件421以及金属外壳414；所述第二伸缩件421设置在所述第一支架110远离所述月尘电荷收集器30的一侧。所述第二伸缩件 421由热膨胀系数大于50×10-6/℃的材料制作。热膨胀系数大于 50×10-6/℃的材料可以选择胶木材料；
所述第二伸缩件421在温度升高时，长度变长，其对弹簧进行拉伸，使触头离开月尘电荷收集器；当温度降低时，所述第二伸缩件421缩短，使触头与月尘电荷收集器接触并紧密接触。作为举例，所述第二伸缩件 413可以是L形，所述L形第二伸缩件的一端固定在所述第一支架110 上，另一端固定在所述触头411上。所述L形第二伸缩件与所述触头分别位于第一支架的两侧。
需要说明的是，所述球正极机构以及球负极机构中所涉及的触头、弹性件以及第一伸缩件、第二伸缩件，在满足性能要求的前提下，所述的材质、形状可以相同也可以不相同，在此不做限制。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，所述开关组件50包括第三伸缩件510以及固定在所述第三伸缩件510一端的选通开关520，所述第三伸缩件510由热膨胀系数大于50×10-6/℃的材料制作。所述选通开关520由金属材料构成，在月昼，当球正极机构410与外壳310短路连接，且所述开关组件50将所述球正极机构410与所述电容器正极210 短路连接时，月尘正电荷电荷导入所述电容器20正极；在月夜，球负极机构420与外壳310短路连接，且所述开关组件50将所述球负极机构420与所述电容器负极220短路连接时，月尘正电荷电荷导入所述电容器20负极，所述月尘静电储能发电装置储存电能。
即通过第三伸缩件的伸长或缩短带动其上设置的选通开关上下运动，选择性的接通或断开电极机构40。
在一种优选的实施方式中，如图1、图5-8所示，所述的月尘静电储能发电装置还包括：灰尘电荷清洗机构60，所述灰尘电荷清洗机构 60包括，清洗控制组件610(图中未示出)以及清洗部件620；所述清洗控制组件610包括：清洗控制杆611，靠近所述清洗控制杆的一端设置有平行齿轮612；以及升降盘613，所述升降盘上设置有与所述平行齿轮相啮合的圆形齿轮614。所述清洗部件设置在所述升降盘613上，通过升降盘的运动带动清洗部件的运动。所述清洗部件620外观为一个立方体形状，其长度和宽度略大于外壳310半径的两倍其高度略大于外壳310的半径；在朝向外壳310的一面，是个半径与外壳310半径相同的清洗球面621，向内凹；清洗球面621上设置有金属毛刷622；金属毛刷622与金属球面短路，并有接地导线623将金属球面短路连接到月球地表深处。
具体来说，如图5所示，月昼时，环境温度升高，清洗控制杆611 长度伸长，清洗控制杆平行齿轮612带动升降盘圆形齿轮614旋转至-90 度，使得升降盘613长轴呈水平状态，支撑高度最低。
如图6所示，月昼与月夜交替时，环境温度由高降低，清洗控制杆 611缩短到中间位置，清洗控制杆平行齿轮612带动升降盘圆形齿轮614 旋转至0度，使得升降盘613长轴呈垂直状态，支撑高度最高。
如图7所示，月夜时，环境温度降到最低，清洗控制杆611缩至最短，清洗控制杆平行齿轮612带动升降盘圆形齿轮614旋转至90度，使得升降盘613长轴呈水平状态，支撑高度最最低。
在月昼和月夜时，灰尘电荷清洗装置最低，金属球与灰尘电荷清洗装置脱离，进行电荷采集。所采集到的电荷采用如下公式计算得出：
所述电容器20的正极电位为Vp，其计算公式为：
其中，ρds为月昼月球表面正电荷密度；R 为月尘电荷收集器30的外壳310半径；εd：月昼月尘介电常数；
所述电容器(20)的负极电位Vn计算公式如下：
其中，ρns为月夜月球表面负电荷密度；R为月尘电荷收集器30半径；εn为夜间月尘介电常数；
利用所计算出来的正极电位Vp与负极电位Vn，从而可计算出电容器所储存能量其中，C为电容器 20的电容值。
在月昼和月夜交替时，灰尘电荷清洗装置最高，金属球翻转，金属球与灰尘电荷清洗装置接触，进行灰尘电荷清洗。
下面通过具体的实施例对本发明所提供的月尘静电储能发电装置进行进一步的解释。
如图9a所示，月尘电荷收集器30架设在所述第一支架110和第二支架120之间，所述灰尘电荷清洗机构60设置在所述月尘电荷收集器 30(金属球)的下半部分，球形正极机构与球形负极机构从上至下依次固定设置在所述第一支架110上，所述第三伸缩件(伸缩杆)上端设置有选通开关，所述选通开关位于所述球正极机构、球负极机构之间电容器20(超大电容器)，所述电容器的正极210、负极220的设置高度与所述球正极机构与球负极机构的高度相同，所述球正极机构与所电容器上的正极是通过所述选通开关接通或断开的。所述球负极机构与电容器的负极接通或断开的方式与电容器的正极相同。所述直流负载通过导线与所述电容器的正极、负极相连接。
月昼时，环境温度升高，重锤323移向外壳310球心与内管322与外壳310交点之间，使得月尘电荷收集器30的重心移向外壳310球心与内管322与外壳310交点之间。球正极机构上的伸缩件伸长，拉伸弹簧，使触头与所述金属球表面紧密接触，选通开关因其下部的伸缩杆伸长，从而使其与球形正极机构、电容器正极连接，金属球表面的正电荷流入到电容器的正极。此时灰尘清洗机构位于最低端，灰尘电荷清洗机构与金属球不接触。
月昼月夜交替时，环境温度由高逐渐降低，金属球内部的重心变换机构的外管缩短，重锤323移向外壳310球心与外管321与外壳310交点之间，使得使得月尘电荷收集器30的重心移向外壳310球心与外管 321与外壳310交点之间。金属球发生转动，球正极机构上的伸缩件缩短，使触头与所述金属球表面分离，选通开关因其下部的伸缩杆缩短，从而使其与球形正极机构、电容器正极脱离。此时灰尘清洗机构由于清洗控制杆缩短至中间位置，灰尘电荷清洗装置最高，金属球翻转，金属球与灰尘电荷清洗装置接触，进行灰尘电荷清洗。
月夜时，环境温度降至最低，球负极机构上的伸缩件缩短，使触头与所述金属球表面紧密接触，选通开关因其下部的伸缩杆缩短，从而使其与球负极机构、电容器负极连接，金属球表面的负电荷流入到电容器的负极。
电容器中收集到正、负电荷，同过所述导线、开关以及直流负载构成电路回路输出电能。
如图9b所示，所述月尘静电储能发电装置也可以带交流负载。发电过程同直流负载，在此不再赘述。
综上所述，本发明提供的月尘静电储能发电装置，通过月尘电荷收集器与电容器进行配合，月昼时，将月尘中的正电荷导入到电容器的正极中，当月夜时，将月尘中的负电荷导入到电容器的负极中。在月昼月夜转变过程中，利用灰尘电荷清洗装置将月尘电荷收集器位于其中的部分进行清理，上述过程循环交替，当电容器中收集足够多的电荷后，电容器可以带负载供电，进而实现发电的目的。由于本发明所提供的月尘静电储能发电装置，利用了月球上月尘带电的特性以及月尘所带电荷的变化规律进行发电，所提供的发电装置具有结构简单，安装、维护方便，发电效率高，传感与控制采用无源方式、能够持续发电的特点。本发明所提供的利月尘静电储能发电装置，很好地解决了现有发电技术难以为探月活动提供充足的能源供应问题。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.月尘静电储能发电装置，其特征在于，包括：
电容器(20)，以及
月尘电荷收集器(30)，包括壳体(310)以及竖直设置在所述壳体(310)内部用于使壳体转动的重心变换机构；以及
支架(10)，所述支架包括第一支架(110)、第二支架(120)；所述月尘电荷收集器(30)设置在所述第一支架(110)与所述第二支架(120)之间，且与所述第一支架(110)、所述第二支架(120)转动连接；第一支架(110)、第二支架(120)由热膨胀系数小于10×10-6/℃的绝缘材料制作；
电极机构(40)，用于与所述月尘电荷收集器(30)接触或分离，所述电极机构(40)设置在所述第一支架(110)上；所述第一支架(110)设置在所述月尘电荷收集器(30)与所述电容器(20)之间；
开关组件(50)，所述开关组件(50)设置在所述第一支架(110)与所述电容器(20)之间，用于将所述电极机构(40)与所述电容器(20)接通或断开；
第一支架(110)、第二支架(120)、灰尘电荷清洗机构(60)，第三伸缩件(510)、电容器(20)分别安装在月壤支撑支架上，所述月壤支撑支架安装在月球表面；
在月昼，当球正极机构(410)与外壳(310)短路连接，且所述开关组件(50)将所述球正极机构(410)与所述电容器正极(210)短路连接时，月尘正电荷电荷导入所述电容器(20)正极，在月夜，球负极机构(420)与外壳(310)短路连接，且所述开关组件(50)将所述球负极机构(420)与所述电容器负极(220)短路连接时，月尘正电荷电荷导入所述电容器(20)负极，所述月尘静电储能发电装置储存电能。
2.根据权利要求1所述的月尘静电储能发电装置，其特征在于，所述重心变换机构包括：
外管(321)，与所述外管的一端套接的内管(322)；以及
设置在所述外管(321)一端连接重锤(323)；所述内管(322)在外管连接重锤的一端套接在外管(321)内；外管与内管轴心相同，且内管与外管呈直线，穿过外壳球心；
所述外管(321)的另一端及所述内管(322)的另一端分别固定设置在所述壳体(310)上。
3.根据权利要求1所述的月尘静电储能发电装置，其特征在于，所述电极机构(40)包括球正极机构(410)以及球负极机构(420)；
所述球正极机构(410)包括：触头(411)，与所述触头(411)固定连接的弹性件(412)；以及
用于使所述触头伸缩的第一伸缩件(413)，所述第一伸缩件(413)设置在所述第一支架(110)靠近所述月尘电荷收集器(30)的一侧；
所述球负极机构(420)包括：触头(411)，与所述触头(411)固定连接的弹性件(412)；以及
用于使所述触头伸缩的第二伸缩件(421)，所述第二伸缩件(421)设置在所述第一支架(110)远离所述月尘电荷收集器(30)的一侧；
所述球正极机构(410)和所述球负极机构(420)的触头(411)由固定连接的弹性件(412)固定到金属外壳上；触头(411)、弹性件(412)、金属外壳(414)为热膨胀系数小于15×10-6/℃的金属材料，弹性件(412)具有弹性，触头(411)靠近弹性件(412)有尾端栓(415)尾端栓(415)用于防止触头(411)被弹性件(412)弹出金属外壳(414)；触头(411)、弹性件(412)、金属外壳(414)之间短路连接；
第一伸缩件(413)和第二伸缩件(421)由热膨胀系数大于50×10-6/℃的材料制作。
4.根据权利要求1所述的月尘静电储能发电装置，其特征在于，所述开关组件(50)包括第三伸缩件(510)以及固定在所述第三伸缩件(510)一端的选通开关(520)；所述第三伸缩件(510)由热膨胀系数大于50×10-6/℃的材料制作，与选通开关(520)和月壤支撑支架绝缘；所述选通开关(520)由金属材料构成，并在月昼将球正极机构(410)的金属外壳(414)与电容器(20)的电容器正极(210)短路连接，在月夜将球负极机构(420)的金属外壳(414)与电容器(20)的电容器负极(220)短路连接；月昼和月夜变更的时间，正极机构(410)的金属外壳(414)与电容器(20)的电容器正极(210)断开，负极机构(420)的金属外壳(414)与电容器(20)的电容器负极(220)断开。
5.根据权利要求1所述的月尘静电储能发电装置，其特征在于，还包括灰尘电荷清洗机构(60)，所述灰尘电荷清洗机构(60)包括清洗控制组件(610)以及清洗部件(620)；
所述清洗控制组件(610)包括：清洗控制杆(611)，靠近所述清洗控制杆的一端设置有平行齿轮(612)；以及
升降盘(613)，所述升降盘(613)上设置有与所述平行齿轮(612)相啮合的圆形齿轮(614)；
所述清洗部件(620)包括：清洗球面(621)设置在所述清洗球面上的金属毛刷(622)以及用于接地的接地导线(623)；所述清洗部件(620)设置在所述升降盘(613)上；清洗球面(621)材料与月尘电荷收集器(30)外壳(310)相同；
所述升降盘(613)为椭圆形。
6.根据权利要求3所述的月尘静电储能发电装置，其特征在于，所述第一伸缩件(413)为L形，所述L形第一伸缩件的一端固定在所述第一支架(110)上，另一端固定在所述金属外壳(414)上。
7.根据权利要求3所述的月尘静电储能发电装置，其特征在于，所述第二伸缩件(421)为L形，所述L形第二伸缩件的一端固定在所述第一支架(110)上，另一端固定在所金属外壳(414)上。
8.根据权利要求2所述的月尘静电储能发电装置，其特征在于，所述外管(321)的长度与所述内管(322)的长度相等，由热膨胀系数大于50×10-6/℃的相同材料制作，表面做绝缘处理，所述外管(321)的重量与所述内管(322)的重量相同。
9.根据权利要求1所述的月尘静电储能发电装置，其特征在于，月尘电荷收集器(30)外壳(310)为热膨胀系数小于15×10-6/℃的空心金属球面；
在月昼，重锤(323)移向外壳(310)球心与内管(322)与外壳(310)交点之间，使得月尘电荷收集器(30)的重心移向外壳(310)球心与内管(322)与外壳(310)交点之间；在月夜，重锤(323)移向外壳(310)球心与外管(321)与外壳(310)交点之间，使得使得月尘电荷收集器(30)的重心移向外壳(310)球心与外管(321)与外壳(310)交点之间；在月昼和月夜变更的时间，重锤(323)移过外壳(310)球心。
10.根据权利要求1所述的月尘静电储能发电装置，其特征在于，所述电容器(20)的正极电位Vp计算公式如下：
其中，ρds为月昼月球表面正电荷密度；R为月尘电荷收集器(30)的外壳(310)半径；εd：月昼月尘介电常数；
所述电容器(20)的负极电位Vn计算公式如下：
其中，ρns为月夜月球表面负电荷密度；R为月尘电荷收集器(30)半径；εn为夜间月尘介电常数；
所述电容器(20)储存能量W计算公式如下：
其中，C为电容器(20)的电容值。
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