[發明專利]基于雙球體結構功率球式光伏接收器的激光無線能量傳輸系統

在審

• 申請號: 201810207349.0
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108306426A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 何鐵鋒;潘國兵;張立彬;胥芳;歐陽康;王杰
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H02J50/30
• 分類號: H02J50/30;H02S40/22;H02S40/42
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

1.一種基于雙球體結構功率球式光伏接收器的激光無線能量傳輸系統，所述系統包括激光器、發射裝置、接收裝置、功率球光伏接收器和電源管理模塊，所述激光器的輸出側安置有發射裝置，所述發射裝置輸出側安置有接收裝置，所述接收裝置與用于將激光信號轉化成電信號的功率球式光伏接收器連接，所述功率球式光伏接收器的輸出端與所述電源管理模塊連接，其特征在于：所述功率球式光伏接收器為雙球體結構功率球式光伏接收器，所述雙球體結構功率球式光伏接收器包括功率球光伏接收器、冷卻球、進氣止回閥、出氣止回閥和氣管，所述功率球光伏接收器上安裝所述進氣止回閥和出氣止回閥，所述進氣止回閥通過氣管與所述冷卻球的進氣口連通，所述出氣止回閥通過氣管與所述冷卻球的出氣口相接。

2.如權利要求1所述的基于雙球體結構功率球式光伏接收器的激光無線能量傳輸系統，其特征在于：所述進氣止回閥、出氣止回閥均為單向閥，所述單向閥包括閥體、托桿、密封圈、擋板和彈簧，所述閥體內設有供氣體流過的閥孔，所述擋板上布置密封圈，所述擋板與所述閥孔配合，所述擋板可上下滑動地套裝在托桿上，所述托桿固定在閥體內腔，所述擋板與彈簧的一端連接，所述彈簧的另一端固定在所述托桿的底部。

3.如權利要求1或2所述的基于雙球體結構功率球式光伏接收器的激光無線能量傳輸系統，其特征在于：所述功率球光伏接收器采用封閉球體結構，空心球體里充滿CO2或N2或Xe大分子氣體；入射激光進入功率球光伏接收器的內部空心球體里，激光以設定的角度照射到內壁上某一位置光伏電池，其中光伏電池是單晶硅、多晶硅、GaAs或銦嫁砷InGaAs材料構成，其帶隙寬度和808nm波長或者1000nm激光匹配。

4.如權利要求1或2基于雙球體結構功率球式光伏接收器的激光無線能量傳輸系統，其特征在于：所述接收裝置采用圓錐形結構，朝向激光器方向接收端面直徑大；所述接收裝置側面鍍有808nm或者1000nm高反膜，入射激光經過側面反射后，全部通過小端面輸出口注入功率球光伏接收器。

5.如權利要求1或2基于雙球體結構功率球式光伏接收器的激光無線能量傳輸系統，其特征在于：所述發射裝置采用伽利略式多倍擴束鏡，擴束鏡由二個鏡片組成，包括一個輸入的凹透鏡和一個輸出的凸透鏡，輸入鏡將虛焦點光束傳輸給輸出鏡，二鏡片兩面鍍有808nm或者1000nm窄帶增透膜。

6.如權利要求1或2基于雙球體結構功率球式光伏接收器的激光無線能量傳輸系統，其特征在于：所述激光器采用808nm波長的激光器作為激光無線能量傳輸的光源，采用GaAs太陽能電池。

7.如權利要求1或2基于雙球體結構功率球式光伏接收器的激光無線能量傳輸系統，其特征在于：所述激光器采用二極管泵浦固體激光器，采用在1000nm激光波長處轉換效率高的銦嫁砷InGaAs太陽能電池。

8.如權利要求1或2基于雙球體結構功率球式光伏接收器的激光無線能量傳輸系統，其特征在于：所述電源管理模塊包括電壓穩定和控制系統，采用超小型升/降壓控制器芯片，輸入0.9V-5V任意直流電壓；用于降低受到照射光強較高的光伏電池單元輸出電壓，以及升高照射光強不足的光伏電池單元輸出電壓。