CN104696173B - 激光无线传输能量的储热发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种激光无线传输能量的储热发电装置，包括激光发射器、激光光热转换器、斯特林发动机、发电机、蓄电池、智能控制器；激光光热转换器包括：激光接收光阑、激光吸热腔、高温相变储热盒、热管和温度传感器；激光发射器产生的激光束通过激光接收光阑后进入激光吸热腔，激光吸热腔将热量传递给高温相变储热盒；热管与斯特林发动机热端相连接，斯特林发动机与发电机相连接。本发明装置可应用于空间太阳能电站通过无线方式传输能量到地面的电力系统，可以应用于空‑地、空‑空、地面能量的无线传输，可以应用于卫星之间的能量无线传输，可以应用于航天器、航天飞机以及飞船之间的能量无线传输，可以应用无人飞机、无人车辆、无人舰船、机器人的能量无线传输。

Description

激光无线传输能量的储热发电装置

技术领域

本发明涉及空间无线能量传输技术领域，更具体地说，涉及激光无线传输能量的储热发电装置。

背景技术

当前人类社会开展的空间活动对能源的需求越来越大，不同系列空间任务的能源系统成为了最重要的太空基础设施。空间太阳能电站作为一种很有前景的可再生能源系统得到许多国家的广泛关注。空间太阳能电站具有供电灵活性，在地面应急供电、减灾，甚至行星探测方面具有重要的应用前景。空间太阳能电站是指在空间将太阳能转化为电能，再通过无线方式传输到地面的电力系统。太阳能发电装置将太阳能转化为电能，能量转换装置将电能转换成微波或激光等形式(激光也可以直接通过太阳能转化)，并利用天线向地面发送能束，地面接收系统接收空间发射的能束，再通过转换装置将其转换为电能；因此空间无线能量传输技术显得日益重要；空间无线能量传输技术主要包括微波方式和激光方式。微波发散角大，其发射和接收装置面积大，而激光具有更高的能量密度，更好的会聚性，更小的发射接收口径，激光无线传输能量技术随着光器件的成熟逐渐发展起来，在太空中无线能量传输技术具有广阔的应用前景，首先使航天器之间的远程能量传输成为可能。

当前相比有人驾驶飞机，无人机有应用成本低、零人员损失等突出优势。继航能力是无人机的一项重要性能参数。无人机降落重新加注燃料或更换电池，不仅会对其执行任务的连续性造成影响，而且起降时很可能发生无人机的损毁。在战场环境复杂情况下，不一定总能找到合适的起降场地。因此，采用激光对无人机进行空中能量补给也是一条重要合适的途径。

激光无线传输能量及补给是指以高能激光为载体，以无线的方式实现能量在两点之间的传送。当前主要采用的方式为：将激光能量通过远距离传输，然后辐照到光伏电池板上，光伏电池板重新将光能转换成电能，从而给负载设备供电。但是该技术还存在明显的缺陷：如光伏电池板转换效率还比较低，当温度变化时对光伏电池板转换效率存在较大的影响；由于激光能量密度较高，在长时间激光照射下易使光伏电池板温度升高，使光伏转换效率降低，在长时间高强度激光辐照下光伏电池板更易于损坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种激光无线传输能量的储热发电装置，具有激光无线输能提供的功率密度大，激光光热转换储热发电的能量转换效率高等特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种激光无线传输能量的储热发电装置，包括：激光发射器、激光光热转换器、斯特林发动机、发电机、蓄电池、智能控制器；激光发射器、激光光热转换器、斯特林发动机、发电机、蓄电池都与智能控制器相连接，它们的工作方式和工作状态均受智能控制器统一调控。

上述方案中，所述的激光光热转换器包括：激光接收光阑、激光吸热腔、高温相变储热盒、热管、温度传感器；所述激光接收光阑由激光接收光阑门与微型电机组合构成；激光接收光阑门由抗激光辐照层/绝热层/耐高温层组成的复合材料构成；抗激光辐照层材料采用在高能量密度激光辐照下性能稳定的材料；抗激光辐照层材料和耐高温层材料包括：石墨、石墨稀、耐高温金属、耐高温合金、耐高温陶瓷、耐高温复合材料；所述激光接收光阑门优选采用石墨层/绝热层/石墨层或石墨稀层/绝热层/石墨稀层组成的复合材料，也可采用其他材料制作的耐高温绝热复合材料；激光接收光阑门旁边装配有微型电机；激光接收光阑门的底边呈锯齿状结构或者微型电机可带动调节光阑门大小的其他结构；激光接收光阑门与微型电机相连接；微型电机与智能控制器相连接；在智能控制器的指令下，微型电机带动激光接收光阑门移动，使激光接收光阑门孔径大小发生变化，从而达到调控进入激光光热转换器吸热腔的激光束光斑大小；在智能控制器的指令下，调控激光接收光阑开启与关断时间；当呈现过热状态时，在智能控制器的指令下，减小或者关闭激光接收光阑门，使呈现在被保护的安全状态。

上述方案中，所述的激光光热转换器中的激光吸热腔包括：透光板、激光吸热腔体、背反射锥体；所述透光板可根据激光发射器所发射激光束具体波长来选用相应的透光性能良好的透光板；所述透光板表层有抗高温透光膜，如：优选采用高纯石英板镀金刚石膜；背反射锥体采用抗激光辐照耐高温材料，如优选采用刚玉材料。

上述方案中，所述的激光光热转换器中的激光吸热腔体，可采用外方形一类柱体，如：外四方内圆形柱体、外六方内椭圆形柱体、外八方内圆形柱体、外菱形内椭圆形柱体、外多边形内圆形柱体；也可采用外圆弧形一类柱体，如：外圆内圆形柱体、外椭圆内方形柱体；激光吸热腔体外侧表面形态与网格型相变储热盒外侧表面形态相对应吻合，并保持紧密接触，热耦合性能良好，导热性能良好；在激光吸热腔体内壁具有减反射强吸热表面结构，包括：纳米线型表面结构、纳米棒型表面结构、纳米膜型表面结构、吸热微翅片型表面结构、V型凹槽式表面结构、织绒粗糙型表面结构；吸热微翅片表层有吸热层；所述激光吸热腔体的材料采用对激光束吸收系数大、热耦合系数好、导热性能良好的耐高温金属、耐高温合金、耐高温陶瓷、石墨、石墨稀、耐高温复合材料。

上述方案中，所述的激光光热转换器中的高温相变储热盒的特征：在高温相变储热盒内装填有相变储热材料；外方形一类激光吸热腔体优选采用外方形类相变储热盒；外圆弧形一类激光吸热腔体优选采用外圆弧形类相变储热盒；高温相变储热盒的外侧表面与激光吸收腔体的外侧表面形态相对应吻合，并保持紧密接触，热耦合性能良好，导热性能良好；所述高温相变储热盒的材料采用导热性能良好的耐腐蚀、耐高温材料，如：耐高温金属、耐高温合金、耐高温陶瓷、石墨、石墨稀、耐高温复合材料。高温相变储热盒在激光光热转换器中紧密有序排列，并形成网格结构；由于高温相变储热盒采用导热性能良好的材料，因而在激光光热转换器中形成快速导热的网格通道，能够克服部分相变储能材料导热性能不太好的问题；由于相变储热材料的固液相密度差大，相变过程中会发生较大的体积变化，形成空穴，空穴热阻很大，会恶化相变储热材料的传热速度，从而影响装置工作的稳定性；由于采用高温相变储热盒，其网格盒结构有效改善了空穴分布，减小了“热斑”“热松脱”现象；由于采用网格型高温相变储热盒结构还可以克服由于高强度激光通过背反射锥体反射造成在激光吸热腔换热面的热流密度呈现的不均匀性和不稳定性，也防止相变材料在冷热交变过程中出现局部沸腾传热情况；因此高温相变储热盒结构即有效提高了激光光热转换器及装置的导热能力，又提高了相变储热材料工作稳定性，因此提高了整个装置的激光光热转换效率和可靠性。

上述方案中，所述的激光光热转换器的高温相变储热盒装填的相变储热材料包括：泡沫金属Cu与LiF-CaF₂、泡沫金属Ni与LiF-CaF₂；铝硅合金、铝硅铜合金、铝硅镁合金、铝硅锌合金；KNO₃-NaNO₃、Li₂CO₃、Na₂CO₃、K₂CO₃、LiOH-LiF、KClO₃、LiH、NaF、NaF-60MgF₂、KF、NaCl、KCl、CaCl₂，以及它们之间不同比例的混合材料；熔融盐-膨胀石墨基复合材料、熔融盐-金属基复合材料、熔融盐-陶瓷基复合材料、熔融盐-陶土基复合材料。

上述方案中，所述的激光光热转换器中的热管装配在高温相变储热盒之间，或装配在高温相变储热盒与激光吸热腔体之间，它们的外表面保持紧密接触，导热性能良好；热管与斯特林发动机热端相连接；热管的个数与斯特林发动机的缸数相对应匹配；热管为长型或U型，包括：外四方内圆形热管、外六方内椭圆形热管、外八方内圆形热管、外圆弧内圆形热管、外圆弧内方形热管；所采用热管的外侧表面形态与高温相变储热盒外侧表面形态或激光吸热腔体外侧表面形态相对应吻合，它们保持紧密接触，它们之间的导热性能良好；热管采用材料为导热性能良好的耐腐蚀的材料，包括：耐高温金属、耐高温合金、耐高温陶瓷、石墨、石墨稀、耐高温复合材料；在热管的内腔表面有毛细结构层包括：金属网结构层(Mesh)、多数沟槽结构层(Groove)、烧结粉末结构层(Sintered Metal)、金属毡结构层、或复合毛细结构。

上述方案中，所述的激光光热转换器中的热管内腔中的工质包括：氦气、氢气、钾、钠、钠钾合金、锂、空气、H₂O。

上述方案中，所述的激光光热转换器中的温度传感器装配在高温相变储热盒之间，或装配在高温相变储热盒与热管之间，并与高温相变储热盒外侧表面紧密接触，或与热管外侧表面紧密接触，它们之间的导热性能良好；温度传感器与智能控制器相连接。

上述方案中，所述的激光发射器包括：电能输入系统、光束瞄准及追踪定位器、激光器及发射光束准直器；所述电能输入系统包括：从太空电站、外部电网、发电机、电池输入的能量；所述光束瞄准及追踪定位器用来确定被输送激光能量目标的精确方位及距离，并实施追踪定位；所述激光器及发射光束准直器包括激光发射系统和激光光斑锁定目标系统；确保激光束能量被准确输送进激光光热转换器的激光接收光阑；所述电能输入系统、光束瞄准及追踪定位器都与激光器及发射光束准直器相连接；所述电能输入系统、光束瞄准及追踪定位器、激光器及发射光束准直器都与智能控制器相连接；所述激光器的激光发射功率大小、激光发射波长、激光脉冲能量、激光脉冲宽度、激光束功率密度、激光连续发射时间均由智能控制器调控。

上述方案中，所述的斯特林发动机与发电机相连接，斯特林发动机的热端与激光光热转换器中的热管相连接，斯特林发动机的功率大小与激光发射器的功率大小相对应匹配，斯特林发动机的缸数与激光光热转换器中的热管的个数相对应匹配。

上述方案中，所述的发电机与斯特林发动机相连接，发电机的功率大小与斯特林发动机的功率大小相对应匹配；发电机与蓄电池和负载相连接并相对应匹配。

本发明提供的激光无线传输能量的储热发电装置的工作过程如下：

首先，激光发射器中的电能输入系统将电能转换成激光形式，其电能包括：空间太阳能电站的电能、外部电网电能、发电机电能、电池电能；激光发射器优选采用光纤耦合输出的半导体激光器、二极管泵浦碱金属蒸汽激光器。依靠光束瞄准及追踪定位器对被输送激光能量目标的准确捕捉与追踪，并确定被输送激光能量目标的精确方位及距离，并实施激光束准直及定位，确保激光束能量能够准确地被输送进激光无线输送能量目标的激光光热转换器中的激光接收光阑。激光接收光阑包括：激光接收光阑门和微型电机。激光接收光阑门有抗激光辐照层/绝热层/耐高温层组成的复合材料构成；最外侧抗激光辐照层可预防高能量密度的激光辐照对激光光热转换器的高温损伤；中间层绝热层可减少激光吸热腔体内的热量向外部环境泄露；内层的耐高温板层是耐高温性能良好材料；激光接收光阑门与微型电机相连接；激光接收光阑门的底边呈锯齿状结构或者微型电机可带动调节光阑门大小的其他结构；微型电机与智能控制器相连接；在智能控制器的指令下，微型电机带动激光接收光阑门进行移动，并调节激光接收光阑门孔径大小，从而调控进入激光光热转换器吸热腔的激光束光斑大小；在智能控制器的指令下，调控激光接收光阑开启与关断时间；当呈现过热状态时，在智能控制器的指令下，减小或者关闭激光接收光阑，使呈现在被保护的安全状态。

激光束通过激光接收光阑后，再通过透光板进入激光吸热腔体。透光板根据激光发射器所发射激光波长来选用相应的透光性能良好的透光材料板，在透光板表层有抗高温透光膜。进入激光吸热腔体的激光辐照在背反射锥体上，并向激光吸热腔体内四周折射，并在激光吸热腔内产生大量的热量。在吸热腔体内壁具有减反射强吸热表面结构，包括：纳米线型表面结构、纳米棒型表面结构、纳米膜型表面结构、吸热微翅片型表面结构、V型凹槽式表面结构、织绒粗糙型表面结构。由激光束辐照所产生的热量被吸热腔体的内减反射强吸热表面结构吸收后，通过吸热腔体导热材料快速传输给高温相变储热盒。在高温相变储热盒内装填有相变储热材料。高温相变储热盒在激光光热转换器中紧密有序排列，并形成导热性能良好的网格盒结构。由于采用了高温相变储热盒，克服了相变储热材料由于固液相密度差大，而造成的空穴分布的问题，减小了“热斑”“热松脱”现象，并且克服了相变储热材料导热性能不太好的问题，提高了装置的热耦合性能，也提高了相变储热材料的工作稳定性，因而有效地提高了激光光热转换器及装置的导热能力和储热能力，提高了装置的激光光热转换效率和可靠性。

激光吸热腔体将热量传输给高温相变储热盒，盒中相变材料的温度升高，并且发生相转变将热量储存起来，维持激光光热转换器的工作温度升高并相对稳定。高温相变储热盒将热量传输给紧密接触的热管，热管内工质温度迅速上升并发生相转变，并向斯特林发动机热端供应热量，驱动斯特林发动机运转工作；冷却后的热管工质由气态变为液态沿着热管内表面毛细结构回流，形成工质相转变并传输热量的工作循环；热管内工质不断地传输热量给斯特林发动机热端，并形成工作循环，将激光输送来的光能量转换为热量再转换为机械能量。

在激光光热转换器中的温度传感器装配在高温相变储热盒之间，或装配在高温相变储热盒与热管之间，它们外表面保持紧密接触，并将装置工作温度信息传输给智能控制器，当激光光热转换器中的工作温度高于装置所设计的工作温度时，智能控制器将指令传输给激光接收光阑，指令微型电机工作并减小激光接收光阑开合门，或者关闭激光接收光阑门，防止装置处于过热的工作状态，以确保装置工作的稳定性与安全性。

激光无线传输能量给激光光热转换器，并带动斯特林发动机运转工作；斯特林发动机带动发电机工作，并将电能储存或带动负载工作，装置整个工作由智能控制器统一调控。

本发明的激光无线传输能量的储热发电装置与现有技术相比较具有以下优点：

A.本发明与微波无线传输能量技术相比较，由于微波发射角大，其发射和接收装置面积较大；而采用激光无线能量传输技术，由于激光具有更高的能量密度，更好的会聚性，更小的发射接收口径；因此本发明更有利于在航天器之间及相关领域的远程能量传输时推广应用。

B.本发明与激光无线传输能量的光伏发电技术相比较，由于激光能量密度较高，在长时间激光照射下易使光伏电池板温度升高，使光伏转换效率降低，在长时间高强度激光辐照下光伏电池板也易于损坏；而采用激光无线传输能量的储热发电装置及技术克服了这些缺陷。

C.在本发明的激光无线传输能量的储热发电装置中采用了激光光热转换器，该装置的激光吸收腔体表面采用了减反射强吸热表面结构，提高了装置热吸收性能；该装置还采用了高温相变储热盒，减小了相变材料存在的“热斑”“热松脱”现象，克服了相变材料存在的导热性能不太好的问题，也提高了相变储热材料的工作稳定性；由于高温相变储热盒在激光光热转换器中紧密有序地排列并构成网格盒结构，显著地提高了热耦合性能，加快了热量在高温相变储热盒之间传输，也加快了热量在高温相变储热盒与热管之间的传输，并且通过热管工质向斯特林发动机热端提供稳定的工作热源，从而推动斯特林发动机持续运转，并带动发电机有效地运转发电工作；因而本发明提供的装置显著提高了整个装置的热吸收性能、储热性和导热性，提高了装置的激光光热转换效率和可靠性。

D.在本发明的激光无线传输能量的储热发电装置中采用温度传感器与激光接收光阑相结合的热控方案及技术，可调控激光光热转换器的工作温度，有效地防止在高密度能量激光长时间照辐下产生过热现象，提高了装置工作的安全性、稳定性。

E.本发明的激光无线传输能量的储热发电装置中采用了智能控制器来调控激光发射器、激光光热转换器、斯特林发动机、发电机、蓄电池；由于激光发射功率、激光发射波长、激光脉冲能量、激光脉冲宽度、激光束功率密度、激光连续发射时间、激光光阑的增大与减小、激光接收光阑的开启与关闭、工质热管数量、斯特林发动机功率及气缸数量、装置工作温度、装置工作方式均可以设计并相对应匹配，而且能够在装置工作运转中实现智能自动化调控，因此本发明装置的推广应用面广泛，并具有一定的优越性。

本发明装置可应用于空间太阳能电站通过无线方式传输能量到地面的电力系统；可以应用于空-地、空-空、地面能量的无线传输；可以应用于卫星之间的能量无线传输；可以应用于航天器、航天飞机以及飞船之间的能量无线传输；可以应用无人飞机、无人车辆、无人舰船、机器人的能量无线传输。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明激光无线传输能量的储热发电装置的方框图；

图2是本发明装置的结构示意图；

图3是本发明装置的激光光热转换器结构示意图；

图4是本发明装置的激光光热转换器结构剖面示意图；

图5是图4中的A向放大图；

图6是本发明装置的热管结构纵剖面示意图；

图7是本发明装置的热管结构横剖面示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明提供的激光无线传输能量的储热发电装置包括：激光发射器1、激光光热转换器2、斯特林发动机3、发电机4、蓄电池5、智能控制器7。激光发射器1、激光光热转换器2、斯特林发动机3、发电机4、蓄电池5均与智能控制器7相连接，它们的工作方式和工作状态均受智能控制器7统一调控。

激光发射器1包括：电能输入系统102、光束瞄准及追踪定位器103、激光器及发射光束准直器101，见图1。电能输入系统102、光束瞄准及追踪定位器103都与激光器及发射光束准直器101相连接；电能输入系统102、光束瞄准及追踪定位器103、激光器及发射光束准直器101均与智能控制器7相连接.电能输入系统102采用外电网电源驱动光纤激光器，输出功率为20kw，波长为1060nm；光束瞄准及追踪定位器103根据反射回来的光束来调整光轴方向，来确定被输送激光能量的目标精确方位及距离；通过激光器及发射光束准直器101，确保激光束6能够准确输送进激光光热转换器2的激光接收光阑8，见图2、图3。

本发明提供的激光无线传输能量的储热发电装置中的激光光热转换器2包括：激光接收光阑8、激光吸热腔12、网格型高温相变储热盒13、热管14、温度传感器15，见图1、图3。

在激光光热转换器2中的激光接收光阑8由激光接收光阑门和微型电机11构成，见图3，激光接收光阑门由石墨板层801/绝热板层802/石墨板层803复合材料构成。在激光光热转换器2的前端还固定有带锯齿状的石墨板9，带锯齿状的石墨板9与激光接收光阑门底部的带锯齿状石墨板803形态相吻合。在石墨板9的背面有绝热层10，在绝热层上固定有微型电机11，激光接收光阑门与微型电机11相连接，微型电机11与智能调控器7相连接。在智能调控器7的指令下，微型电机11带动激光接收光阑门进行移动，并调控进入激光光热转换器2吸热腔12的激光束6光斑大小；当装置呈现过热状态时，激光接收光阑8能够减小或关闭，使装置呈现在被保护的安全状态。

激光束6通过激光接收光阑8，再通过透光板16进入激光吸收腔体12，见图3。透光板16根据激光发射器1所发射波长1060nm，采用的透光性能良好的透光材料高纯石英板，其表层镀金刚石膜；穿透过透光板16的激光束进入激光吸热腔体12后辐照在抛光刚玉制作的背反射锥体17上，并向激光吸收腔体12内四周折射并产生热量。吸热腔体12内壁具有减反射强吸热表面结构的吸热微翅片18，见图4中的A、图5；在吸热微翅片18表层有吸热材料19；吸热腔体12与吸热微翅片18均采用含Cr钢材料；由于激光束辐照所产生的热量被吸热微翅片18吸收后，由吸热腔体12通过导热层20传输给高温相变储热盒13，见图4；高温相变储热盒13采用Hayness188耐高温合金材料；在高温相变储热盒13中装填有相变储热材料21，盒中装填的相变储热材料为泡沫金属Cu与LiF+20％molCaF₂；高温相变储热盒13在激光光热转换器2中紧密有序排列并形成导热性能良好的网格盒结构。

由于采用了网格型高温相变储热盒13，克服了相变储热材料21由于固液相密度差大，而造成的空穴分布的问题，减小了“热斑”“热松脱”现象，并且克服了相变储热材料21导热性能不太好的问题，提高了装置的热耦合性能，也提高了相变储热材料的工作稳定性，因而有效地提高了激光光热转换器2的导热能力和储热能力，提高了装置的激光光热转换效率和可靠性。

激光吸收腔体12将热量传输给网格型高温相变储热盒13，盒中泡沫金属Cu导热使LiF+CaF₂相变储热材料21的温度升高，在熔点时由固相转变为液相，并将热量储存起来，维持激光光热转化装置2的工作温度升高并相对稳定；紧密有序排列的网格型高温相变储热盒13将热量传输给紧密接触的两副外方内椭圆U型热管14，见图6、图7；热管14材料采用Hayness188耐高温合金材料22，热管内表面有毛细结构23；热管14的内腔24内工质金属钠温度迅速升高，并发生相转变，高温气态钠上升25，见图6，并向斯特林两缸型发动机3热端27提供热量，驱动斯特林发动机3运转工作，见图2、图3；冷却后的热管14中的工质金属钠，由汽态变为液态沿着热管14内表面毛细结构23回流26，见图6；热管14内工质金属钠通过相变作用不断地传输热量给斯特林发动机3的热端，并形成工作循环，将激光输运来的光能量转换为热量，再转换为机械能量。

在激光光热转换器2中的温度传感器15装配在网格型高温相变储热盒13之间，或装配在高温相变储热盒13与热管14之间，见图3、图4；它们的外表面保持紧密接触，并将装置工作温度信息传输给智能控制器7，见图1；当激光光热转换器2中的工作温度高于装置所设计的工作温度950℃时，智能控制器7将指令传输给激光接收光阑8，指令微型电机11工作，并减小激光接收光阑8开合门，或者关闭激光接收光阑8，防止装置处于过热的工作状态，以确保装置工作的稳定性与安全性。

激光无线传输能量给激光光热转换器2，通过激光光热转换器2中的U型热管14带动双缸型斯特林发动机3运转工作；斯特林发动机3带动发电机4发电，并将电能储存在蓄电池5或带动负载6工作，装置整个运转工作由智能控制器7统一调控，实现了激光无线传输能量，先转换为热量，再转换为机械能量并且带动发电机发电的装置工作目标。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (13)

1.一种激光无线传输能量的储热发电装置，其特征在于，包括激光发射器、激光光热转换器、斯特林发动机和发电机；所述激光光热转换器包括激光接收光阑、激光吸热腔、高温相变储热盒和热管，激光发射器产生的激光束通过激光接收光阑后进入激光吸热腔，所述激光吸热腔将热量传递给高温相变储热盒，所述热管装配在高温相变储热盒之间，或装配在高温相变储热盒与激光吸热腔体之间；所述热管与斯特林发动机热端相连接，所述斯特林发动机与发电机相连接。

2.根据权利要求1所述激光无线传输能量的储热发电装置，其特征在于，储热发电装置还包括智能控制器，激光发射器、激光光热转换器、斯特林发动机、发电机、蓄电池都与智能控制器相连接。

3.根据权利要求2所述激光无线传输能量的储热发电装置，其特征在于，所述激光接收光阑包括激光接收光阑门与微型电机，所述微型电机带动所述激光接收光阑门移动从而控制激光接收光阑门孔径的大小，所述微型电机与所述智能控制器连接。

4.根据权利要求3所述激光无线传输能量的储热发电装置，其特征在于，所述激光接收光阑门由抗激光辐照层、绝热层和耐高温层组成的复合材料制成；所述抗激光辐照层采用在高能量密度激光辐照下性能稳定的材料；抗激光辐照层材料和耐高温层材料包括：石墨、石墨稀、耐高温金属、耐高温陶瓷、耐高温复合材料。

5.根据权利要求1所述激光无线传输能量的储热发电装置，其特征在于，所述激光吸热腔包括透光板、激光吸热腔体和背反射锥体，所述透光板的透光性能与激光发射器所发射激光束具体波长相匹配；所述透光板表层有抗高温透光膜，背反射锥体采用抗激光辐照耐高温材料。

6.根据权利要求5所述激光无线传输能量的储热发电装置，其特征在于，所述激光吸热腔体外侧表面形态与网格型相变储热盒外侧表面形态相对应吻合，并保持紧密接触，热耦合性能良好，导热性能良好；激光吸热腔体内壁具有减反射强吸热表面结构，包括：纳米线型表面结构、纳米棒型表面结构、纳米膜型表面结构、吸热微翅片型表面结构、V型凹槽式表面结构、织绒粗糙型表面结构；吸热微翅片表层有吸热层；所述激光吸热腔体的材料采用耐高温金属、耐高温陶瓷、石墨、石墨稀、耐高温复合材料。

7.根据权利要求1所述激光无线传输能量的储热发电装置，其特征在于，所述高温相变储热盒内装填有相变储热材料，高温相变储热盒在激光光热转换器中紧密有序排列，并形成网格盒结构；所述高温相变储热盒的材料采用耐高温、耐腐蚀和导热性能良好的材料。

8.根据权利要求7所述激光无线传输能量的储热发电装置，其特征在于，所述高温相变储热盒中装填的相变储热材料包括：泡沫金属Cu与LiF-CaF₂、泡沫金属Ni与LiF-CaF₂；铝硅合金、铝硅铜合金、铝硅镁合金、铝硅锌合金；KNO₃-NaNO₃、Li₂CO₃、Na₂CO₃、K₂CO₃、LiOH-LiF、KClO₃、LiH、NaF、NaF-60MgF₂、KF、NaCl、KCl、CaCl₂；熔融盐-膨胀石墨基复合材料、熔融盐-金属基复合材料、熔融盐-陶瓷基复合材料、熔融盐-陶土基复合材料。

9.根据权利要求1所述激光无线传输能量的储热发电装置，其特征在于，所述热管的个数与斯特林发动机的缸数相对应匹配；热管为长型或U型，包括：外四方内圆形热管、外六方内椭圆形热管、外八方内圆形热管、外圆弧内方形热管、外圆弧内圆形热管；所述热管的外侧表面形态与高温相变储热盒外侧表面形态或激光吸热腔体外侧表面形态相对应吻合，并保持紧密接触；热管采用材料为导热性能良好的耐腐蚀的材料，包括：耐高温金属、耐高温陶瓷、石墨、石墨稀、耐高温复合材料；在热管的内腔表面有毛细结构层包括：金属网结构层、多数沟槽结构层、烧结粉末结构层、金属毡结构层或复合毛细结构层。

10.根据权利要求2所述激光无线传输能量的储热发电装置，其特征在于，所述激光光热转换器还包括温度传感器，所述温度传感器装配在高温相变储热盒之间，或装配在高温相变储热盒与热管之间，并与高温相变储热盒外侧表面紧密接触，与热管的外侧表面紧密接触，温度传感器与智能控制器相连接。

11.根据权利要求2所述激光无线传输能量的储热发电装置，其特征在于，所述激光发射器包括：电能输入系统、光束瞄准及追踪定位器、激光器及发射光束准直器；所述电能输入系统包括：从太空电站、外部电网、发电机、电池输入的能量；所述光束瞄准及追踪定位器用来确定被输送激光能量目标的精确方位及距离，并实施追踪定位；所述激光器及发射光束准直器包括激光发射系统和激光光斑锁定目标系统，确保激光束能量被准确输送进激光光热转换器的激光接收光阑；所述电能输入系统、光束瞄准及追踪定位器都与激光器及发射光束准直器相连接。

12.根据权利要求11所述激光无线传输能量的储热发电装置，其特征在于，所述电能输入系统、光束瞄准及追踪定位器、激光器及发射光束准直器都与智能控制器相连接；所述激光器的激光发射功率大小、激光发射波长、激光脉冲能量、激光脉冲宽度、激光束功率密度、激光连续发射时间均由智能控制器调控。

13.根据权利要求2所述激光无线传输能量的储热发电装置，其特征在于，储热发电装置还包括与所述发电机连接的蓄电池，所述蓄电池与智能控制器连接。