CN103840535A - 太阳能激光发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及能源领域，特别涉及一种太阳能激光发电装置。它包括供能装置、光学增幅装置、冷却发电系统及太阳能发电系统、蓄电装置；光学增幅装置由充气式激光管构成，最下方充气式激光管由电激励产生激光，其余充气式激光管由激光激励产生激光；光学增幅装置通过太阳能发电系统转化成电能；冷却发电系统包括冷却箱、储液箱、半导体热电制冷器、半导体温差发电器、转轴发电机、冷却管；光学增幅装置置于冷却箱内，冷却管、储液箱、单向阀门依序连接形成闭合循环回路；转轴发电机设在冷却管上，半导体热电制冷器分别与冷却管和冷却箱相连，半导体温差发电器同样分别与冷却管和冷却箱相连。本发明具有全天候发电、携带便捷、无污染、寿命长等优点。

Description

太阳能激光发电装置
技术领域
本发明涉及能源领域，特别涉及一种太阳能激光发电装置。
背景技术
现有太阳能发电装置通过太阳的直接照射将太阳能转化成电能，然而现有的太阳能发电装置在阴天及夜晚时候无法发电，存在发电局限性大，体积大、必须设置在太阳照射处等缺点。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种可全天候发电、携带便捷、无污染、寿命长的太阳能激光发电装置。
本发明通过如下技术方案实现：本发明包括供能装置、光学增幅装置、冷却发电系统及太阳能发电系统、蓄电装置；
所述光学增幅装置由两个及以上充气式激光管构成，充气式激光管呈Z形排列，最下方的充气式激光管由电激励产生激光，其余的充气式激光管由激光激励产生激光；
所述供能装置与充气式激光管连接并为最下方的充气式激光管提供产生激光的电能，光学增幅装置所产生激光通过太阳能发电系统转化成电能并储存在蓄电装置内；
所述冷却发电系统包括冷却箱、储液箱、半导体热电制冷器、半导体温差发电器、转轴发电机、冷却管；光学增幅装置置于冷却箱内，冷却管、储液箱、单向阀门依序连接，冷却管的始端连接于冷却箱，单向阀门的末端也连接于冷却箱，冷却管、储液箱、单向阀门、冷却箱形成闭合循环回路；所述转轴发电机设在冷却管上，半导体热电制冷器分别与冷却管和冷却箱相连，半导体温差发电器同样分别与冷却管和冷却箱相连，供能装置或蓄电装置与半导体热电制冷器连接并提供电能，转轴发电机及半导体温差发电器与蓄电装置连接并将产生的电能通过电路储存在蓄电装置内。
较之前技术而言，本发明的有益效果为：
1、由于光源是来自激光人工制造产生的激光因而可不受自然因素限制，阴天和晚上也可以发电，做到24小时发电；
2、可取代公用电，能让每家每户都有自己的电源供给处；
3、可代替传统燃料，减轻资源消耗，其发电过程不产生污染，不会对环境产生影响，促进低炭生活；
4、小型化后可作便携电源，最后蓄电装置能够为供电装置提供能量，因而无需进行充电。
5、光学共振腔不损坏可重复充气使用，寿命长久。
附图说明
图1为本发明示意图。
标号说明：1-供能装置、2-太阳能发电系统、3-蓄电装置、4-充气式激光管、5-冷却箱、6-储液箱、7-半导体热电制冷器、8-半导体温差发电器、9-转轴发电机、10-冷却管、11-单向阀门、12-充气阀、13-水箱、14-遮挡物、15-凸透镜、16-凹透镜。
具体实施方式
下面结合附图说明对本发明做详细说明：
如图1所示，本发明包括供能装置1、光学增幅装置、冷却发电系统及太阳能发电系统2、蓄电装置3；
所述光学增幅装置由两个及以上充气式激光管4构成，充气式激光管4呈Z形排列，最下方的充气式激光管4由电激励产生激光，其余的充气式激光管4由激光激励产生激光；充气式激光管4射出口处设有凹透镜16。充气式激光管4射出的激光经过凹透镜16集中使激光变更强，凹透镜16的焦点在反射镜上，聚集后的激光通过充气式激光管4射出口一端面的反射镜的反射经由射出口射出。
这里充气式激光管4的功率从底到高依次向上排列。底功率的充气式激光管4与高功率充气式激光管4之间要形成一定度角角度越小越好但不能做成平行且激光射线要避开高功率充气式激光管4的射出口，低功率的充气式激光管4射出口紧贴在高功率充气式激光管4的管壁上，使激光直接照射在激光管内而不用通过冷却剂。
所述供能装置1与充气式激光管4连接并为最下方的充气式激光管4提供产生激光的电能，光学增幅装置所产生激光通过太阳能发电系统2转化成电能并储存在蓄电装置3内；
所述冷却发电系统包括冷却箱5、储液箱6、半导体热电制冷器7、半导体温差发电器8、转轴发电机9、冷却管10、单向阀门11；光学增幅装置置于冷却箱5内，冷却管10、储液箱6、单向阀门11依序连接，冷却管10的始端连接于冷却箱5，单向阀门11的末端也连接于冷却箱5，冷却管10、储液箱6、单向阀门11、冷却箱5形成闭合循环回路；
所述转轴发电机9设在冷却管10上，半导体热电制冷器7分别与冷却管10和冷却箱5相连，半导体温差发电器8同样分别与冷却管10和冷却箱5相连，供能装置1或蓄电装置3与半导体热电制冷器7连接并提供电能，转轴发电机9及半导体温差发电器8与蓄电装置3连接并将产生的电能通过电路储存在蓄电装置3内。当蓄电装置3内存储了一定的电能以后能够为供电装置提供能量，因而无需进行充电。
进一步的，所述充气式激光管4侧壁上设有充气阀12，充气式激光管4所填充气体为二氧化碳或氖气等多种可供充气式激光管4工作的气体。在充气式激光管4内气体被消耗时可通过充气阀12门补充气体。
进一步的，所述半导体热电制冷器7旁边设有水箱13，水箱13与半导体热电制冷器7相连。半导体热电制冷器7将多余的热量传导入水箱13内部，通过水箱13内的水分的蒸发带走这部分多余的热量。
进一步的，所述太阳能发电系统2周围设有遮挡物14。遮挡物14可挡光，以避免对人眼睛形成伤害。
进一步的，所述光学共振腔射出口处设有凸透镜15。凸透镜15分散照在太阳能电池板上以供太阳能电池板进行光电转换。
其工作原理如下：
本发明首先通过供能装置1提供的电能激励光学共振腔中最下方的充气式激光管4产生激光，所产生的激光经过凹透镜16集中使激光变更强，凹透镜16的焦点在反射镜上，聚集后的激光通过反射镜的反射经由射出口射出，再进入高功率充气式激光管4中，激光在该高功率的充气式激光管4内多次反射刺激更多的原子发光使激光得到增强从而使高功率激光器开始工作发光发出激光射线再射入下一个更高功率的充气式激光管4内，重复以上过程，直到最上方的一个最高功率的充气式激光管4将增强后的激光通过射出口射出并通过凸透镜15分散照在太阳能发电系统2中的太阳能电池板太阳能电池板的形状和射在上面的激光形状一样上以供太阳能电池板进行光电转换，这里需要保证当光强达到一定程度时射出的激光射在太阳能电池板上的光温度要能让太阳能电池板承受和不影响它的工作，最后存储在蓄电装置3内供外界使用。
在该过程中，通过激光不断消耗高功率的充气式激光管4内气体原子的原子能量从而使激光获得更多的能量，因而只需通过外界向充气式激光管4内补充填充的气体就能维持其正常的运作。
冷却箱5内采用低沸点的冷却剂为光学增幅装置降温，以保证光学增幅装置的持续稳定工作，冷却剂受热气化产生的蒸汽沿冷却管10向上使转轴发电机9扇叶受压推动旋转发电(发电机轴的扇叶要密集，机轴安放时只让蒸汽做用在一边扇叶底部，之后气化的冷却液经过半导体热电制冷器7冷却液化后流入储液箱6，半导体温差发电器8利用此处经过半导体热电制冷器7制冷后冷却管10的温度与被光学增幅装置加热后的冷却液之间的温差发电，当储液箱6内积蓄的冷却液达到一定量时就会推开底部的单向阀们使冷却液回流到冷却箱5内完成冷却循环，冷却发电系统内冷却液要保持足够的量，以保证冷却箱5里冷却液能够漫过激光管。
在这个过程中，冷却发电系统利用光学增幅装置工作过程中所产生的热能转化为电能，进一步提高了能量的利用效率。

Claims (7)

1.太阳能激光发电装置，其特征在于：它包括供能装置（1）、光学增幅装置、冷却发电系统及太阳能发电系统（2）、蓄电装置（3）；
所述光学增幅装置由两个及以上充气式激光管（4）构成，充气式激光管（4）呈Z形排列，最下方的充气式激光管（4）由电激励产生激光，其余的充气式激光管（4）由激光激励产生激光；
所述供能装置（1）与充气式激光管（4）连接并为最下方的充气式激光管（4）提供产生激光的电能，光学增幅装置所产生激光通过太阳能发电系统（2）转化成电能并储存在蓄电装置（3）内；
所述冷却发电系统包括冷却箱（5）、储液箱（6）、半导体热电制冷器（7）、半导体温差发电器（8）、转轴发电机（9）、冷却管（10）、单向阀门（11）；光学增幅装置置于冷却箱（5）内，冷却管（10）、储液箱（6）、单向阀门（11）依序连接，冷却管（10）的始端连接于冷却箱（5），单向阀门（11）的末端也连接于冷却箱（5），冷却管（10）、储液箱（6）、单向阀门（11）、冷却箱（5）形成闭合循环回路；
所述转轴发电机（9）设在冷却管（10）上，半导体热电制冷器（7）分别与冷却管（10）和冷却箱（5）相连，半导体温差发电器（8）同样分别与冷却管（10）和冷却箱（5）相连，供能装置（1）或蓄电装置（3）与半导体热电制冷器（7）连接并提供电能，转轴发电机（9）及半导体温差发电器（8）与蓄电装置（3）连接并将产生的电能通过电路储存在蓄电装置（3）内。
2.根据权利要求1所述的太阳能激光发电装置，其特征在于：所述充气式激光管（4）侧壁上设有充气阀（12）。
3.根据权利要求2所述的太阳能激光发电装置，其特征在于：所述充气式激光器所填充气体为二氧化碳或氖气。
4.根据权利要求1所述的太阳能激光发电装置，其特征在于：所述半导体热电制冷器（7）旁边设有水箱（13），水箱（13）与半导体热电制冷器（7）相连。
5.根据权利要求1所述的太阳能激光发电装置，其特征在于：所述太阳能发电系统（2）周围设有遮挡物（14）。
6.根据权利要求1所述的太阳能激光发电装置，其特征在于：所述光学增幅装置射出口处设有凸透镜（15）。
7.根据权利要求1所述的太阳能激光发电装置，其特征在于：所述充气式激光管（4）射出口处设有凹透镜（16）。
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