[發明專利]一種自適應波前整形激光充電系統及其充電方法

有效

• 申請號: 201711115919.5
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN107947393B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 陸健;李廣濟;王程民;孫浩;周廣龍;張宏超;孫玉祥
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H02J50/30
• 分類號: H02J50/30;H02J7/35;H02S40/22;H02S20/30;H02S50/10
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱沉雁

1.一種自適應波前整形激光充電系統，包括連續激光器（1）、準直系統（3）、云臺（6）、太陽能電池板（4）和計算機（7）；其特征在于：還包括變形反射鏡（2）、紅外相機（5）、電池輸出功率實時監測無線發射模塊（9）和若干片貼片式溫度傳感器（8）；連續激光器（1）、變形反射鏡（2）、準直系統（3）和紅外相機（5）均固定在云臺（6）上，變形反射鏡（2）位于連續激光器（1）的出射光路上，準直系統（3）位于變形反射鏡（2）的反射光路上，太陽能電池板（4）的前表面位于準直系統（3）的出射光路上，若干片貼片式溫度傳感器（8）以陣列形式粘貼在太陽能電池板（4）后表面，電池輸出功率實時監測無線發射模塊（9）將貼片式溫度傳感器（8）的溫度數據和太陽能電池板（4）的實時輸出功率采集后以無線形式傳給計算機（7），變形反射鏡（2）和紅外相機（5）分別與計算機（7）連接，紅外相機（5）的鏡頭對準太陽能電池板（4）前表面；

所述連續激光器（1）發出的激光經變形反射鏡（2）反射到準直系統（3），經準直系統（3）準直放大后，射到太陽能電池板（4）的前表面上，云臺（6）用于調節準直系統（3）出射的激光束方向對準太陽能電池板（4），紅外相機（5）采集太陽能電池板圖像，獲取表面光強分布數據，并傳遞到計算機（7），同時電池輸出功率實時監測無線發射模塊（9）將貼片式溫度傳感器（8）的溫度數據和太陽能電池板（4）的實時輸出功率采集后以無線形式傳給計算機（7），計算機（7）根據獲得的太陽能電池板（4）的溫度、實時輸出功率及其前表面光強分布，自適應控制變形反射鏡（2），使太陽能電池板（4）的功率輸出達到最佳。

2.根據權利要求1所述的自適應波前整形激光充電系統，其特征在于：所述各貼片式溫度傳感器（8）之間相互獨立。

3.根據權利要求1所述的自適應波前整形激光充電系統，其特征在于：所述連續激光器（1）輸出波長范圍1060~1080nm，輸出能量0~200W連續可調，光斑直徑7mm。

4.根據權利要求1所述的自適應波前整形激光充電系統，其特征在于：所述變形反射鏡（2）采用基于MEMS的壓電可變形反射鏡，反射鏡的光瞳10mm，適用光譜范圍450nm~20um。

5.一種基于權利要求1-4所述的自適應波前整形激光充電系統的充電方法，其特征在于，方法如下：打開連續激光器（1），連續激光器（1）發出的激光經變形反射鏡（2）反射到準直系統（3），經準直系統（3）準直放大后，射到太陽能電池板（4）的前表面上；紅外相機（5）采集太陽能電池板圖像，獲取表面光強分布數據，并傳遞到計算機（7），同時電池輸出功率實時監測無線發射模塊（9）將貼片式溫度傳感器（8）的溫度數據和太陽能電池板（4）的實時輸出功率采集后以無線形式傳給計算機（7），計算機（7）根據獲得的太陽能電池板（4）的溫度、實時輸出功率及其前表面光強分布，自適應控制變形反射鏡（2），使太陽能電池板（4）的功率輸出達到最佳。