CN105144403A - 一种太阳能光纤光伏发电装置及应用 - Google Patents

一种太阳能光纤光伏发电装置及应用 Download PDF

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Abstract

一种太阳能光纤光伏发电装置。该装置包括聚光单元（1）、分光单元(8)和光纤发电单元；聚光单元用于将入射光进行聚光处理；分光单元用于将自然光或经聚光单元处理后的光根据光的波长进行分光处理；发电单元用于利用分光单元处理后的光源转化成电能。该装置将太阳光通过聚光结合分光处理后导入发电单元进行能量转换，可高效、快速的将太阳能转化为电能，发电量大而且环保。

Description

种太阳能光纤光伏发电装置及应用 技术领域
本发明涉及太阳能发电技术领域， 尤其涉及一种太阳能光线光伏发电装
背景技术
随着科学技术的不断发展， 各行各业对能源的需求曰益迫切。 目前， 大 部分的发电系统还停留在利用煤炭等相对传统的方式进行发电， 一方面煤炭 ， 满 不了大功率的发电需求， 另一方便， 利用煤炭发电加重了 电技术能耗大， 耗资巨大且非常容易受到自然外界环境的影响， 导致其发电 量受到一定的限制， 满足不了今后各行各业对电能的需求。 发明内容
(一） 要解决的技术问题
本发明的目的是解决现有的发电装置耗能大、 成本昂贵、 不利于环保且 发电量有限等缺陷。
(二） 技术方案
为了解决上述技术问题， 本发明提供了一种太阳能光纤光伏发电装置， 包括
聚光单元、 分光单元和光纤发电单元；
所述聚光单元用于将入射光进行聚光处理；
所述分光单元用于将自然光或经聚光单元处理后的光根据光的波长范围 进行分光处理；
所述发电单元用于将分光单元处理后的光源转化成电能。
进一步地， 所述聚光单元包括： 第一级光线聚光器、 入射光通道、 聚光 后的光线通道、 聚光后的光线传输光纤。
确认本 进一步地， 所述聚光单元处于真空环境中。
进一步地， 所述分光单元包括： 分光器入射光通道、 分光后单色光聚光 器、 单色光聚光后的光线通道和单色光聚光后的光线传输光纤；
所述分光器入射光通道与聚光后的光线传输光纤相连接。
进一步地， 发电单元包括： 单色光聚光后的光线传输光纤、 横穿光纤的 磁场、 单色光聚光后发电阶段光线传输光纤、 正电荷电极、 负电荷电极、 发 电阶段电能传输线路和产生横穿光纤的磁场的磁铁；
在所述单色光聚光后的光线传输光纤上下表面分别安装产生横穿光纤的 磁场的磁 ·'铁， 在所述单色光聚光后的光线传输光纤的两个端部分别安装电极 板， 电极与外部的电池连接形成回路。
进一步地， 所述发电单元包括单色光聚光后的光线传输光纤、 横穿光纤 的磁场、 单色光聚光后发电阶段光线传输光纤、 正电荷电极、 负电荷电极、 发电阶段电能传输线路、 产生横穿光纤的磁场的磁铁。
进一步地， 所述发电单元包括单色光聚光后的光线传输光纤、 发电阶段 电能传输线路、 P型层 N-半导体、 N型层 P-半导体； 所述光纤从中心一分为 二， 其中一半为 P型半导体， 另一半为 N型半导体， 在所述光线传输光纤的 上下表面分别安装正电荷电极板和负电荷电极板， 电极与外部的电池连接形 成回路。
进一步地， 所述发电单元包括单色光聚光后的光线传输光纤、 正电荷电 极、 负电荷电极、 发电阶段电能传输线路、 P型层 N-半导体、 N型层 P-半导 体； 所述光纤从中心一分为二， 其中一半为 P型半导体， 另一半为 N型半导 体，
在所述光线传输光纤上下两个面安装产生横穿光纤的磁场的磁铁， 在所 述光线传输光纤端部分别安装正电荷电极板和负电荷电极板， 电极与外部的 电池连接形成回路。
进一步地， 所述发电单元包括单色光聚光后的光线传输光纤、 正电荷电 极、 负电荷电极、 空心光纤、 光的运行轨迹、 P型层 N-半导体、 N型层 P+半 导体； 单色光聚光后的光线传输光纤分光部分产生的单色光导入到发电部分的 空心光纤中， 在空心光纤的周围安装有一圈 N型层 P+半导体材料， N型层 P+半导体材料与空心光纤接触的一面安装有电极， 在 N型层 P+半导体材料 周围安装有一圈 P型层 N-半导体材料， 在 P型层 N-半导体材料的周围安装 有电极；
发电部分的结构为从外层到中心分别为 P型层电极、 P型半导体、 N型 半导体、 N型层电极、 入射光增透膜、 空心光纤。
进一步地， 所述发电单元包括单色光聚光后的光线传输光纤、 正电荷电 极、 '负电荷电极、 产生横穿光纤的磁场的磁铁、 空心光纤、 P型层 N-半导体、 N型层 P+半导体；
单色光聚光后的光线传输光纤分光部分产生的单色光导入到发电部分的 空心光纤中， 在空心光纤的周围安装有一圈 N 型层 P+半导体材料， N 型层 半导体材料与空心光纤接触的一面安装有电极， 在 N 型层 P+半导体材料 周围安装有一圈 P型层 N-半导体材料， 在 P型层 N-半导体材料的周围安装 有电极， 在电极的外层安装有一圈产生横穿光纤的磁场的磁铁；
发电部分的结构为从外层到中心分别为产生横穿光纤的磁场的磁铁、 P 型层电极、 P型半导体、 N 型半导体、 N 型层电极、 入射光增透膜、 空心光 纤。
进一步地， 所述发电单元包括： 单色光聚光后的光线传输光纤、 导光介 质、 第一光子二分之一波长范围内磁电转化装置、 第二光子二分之一波长范 围内磁电转化装置、 光波整波装置整理后的光波传导光纤、 电能传输线路； 所述导光介质的周围安装有半个波长长度为单位的与导光介质相垂直的 第一光子二分之一波长范围内磁电转化装置和第二光子二分之一波长范围内 磁电转化装置。
另一方面， 本发明提供一种太阳能光纤光伏发电装置的应用， 包括分光 装置、 分光后的单色光传导光纤、 光纤透镜、 光纤透镜聚焦后的单色光传导 光纤、 光纤太阳能发电装置、 电力传输系统、 备用能源、 动力系统。
进一步地， 太阳能光纤光伏发电装置所产生的电能通过传输线路存储到 储能装置中。
(三） 有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点： 本发明将太阳光通过聚光结合分 光处理后导入发电单元进行能量转换， 可高效、 快速地将太阳能转换成电能， 发电量大且非常环保。 附图说明
图 1是本发明实施例提供的符合聚光部分的示意图；
图 2是本发明实施例提供的符合分光部分的示意图；
图 3是本发明实施例提供的符合单股太阳能发电的示意 έ；
图 4是本发明实施例提供的符合单股矩形光纤太阳能发电的示意图； 图 5是本发明实施例提供的符合单股圆形光纤太阳能发电的示意图； 图 6 是本发明实施例提供的符合多股光纤太阳能发电横截面图的示意 图；
图 7是本发明实施例提供的符合多股矩形光纤太阳能发电截面图 1 的示 意图；
图 8是本发明实施例提供的符合多股矩形光纤太阳能发电截面图 2的示 意图；
图 9是本发明实施例提供的符合多股圆形光纤太阳能发电截面图的示意 图；
图 10是本发明实施例能量存储装置 图 12是本发明实施例提供的符合单股矩形光纤太阳能发电的示意图； 图 13是本发明实施例提供的符合单股圆形光纤太阳能发电的示意图； 图 14是本发明实施例提供的符合单股光纤光伏发电 2的示意图； 图 1 5是本发明实施例提供的符合单股矩形光纤太阳能发电的示意图； 图 16是本发明实施例提供的符合单股圆形光纤太阳能发电的示意图； 图 Π是本发明实施例提供的符合多股矩形光纤太阳能发电 1横截面的示 意图； 图 1 8是本发明实施例提供的符合多股矩形光纤太阳能发电 1的示意图； 图 19是本发明实施例提供的符合多股圆形光纤太阳能发电 1横截面的示 意图；
图 20是本发明实施例提供的符合多股圆形光纤太阳能发电 1的示意图； 图 21是本发明实施例提供的符合多股矩形光纤太阳能发电 2横截面的示 意图；
图 22是本发明实施例提供的符合多股矩形光纤太阳能发电 2的示意图； 图 23是本发明实施例提供的符合多股圆形光纤太阳能发电 2横截面.的示 意图；
图 24是本发明实施例提供的符合多股圆形光纤太阳能发电 2的示意图。 图 25是本发明实施例提供的符合光进入发电装发电置模式图的示意图； 图 26是本发明实施例提供的符合空心光纤光伏单股太阳能发电 1的示意 图；
图 27是本发明实施例提供的符合矩形空心光纤光伏单股太阳能发电 1的 示意图；
图 28是本发明实施例提供的符合圆形空心光^光伏单股太阳能发电 1的 示意图；
图 29是本发明实施例提供的符合 G区域放大图的示意图；
图 30是本发明实施例提供的符合空心光纤光伏单股太阳能发电 2的示意 图；
图 3 1是本发明实施例提供的符合矩形空心光纤光伏单股太阳能发电 2的 示意图；
图 32是本发明实施例提供的符合圆形空心光纤光伏单股太阳能发电 2的 示意图；
图 33是本发明实施例提供的符合 H区域放大图的示意图；
图 34是本发明实施例提供的符合光磁效应太阳能发电原理图的示意图； 图 35是本发明实施例提供的符合光磁效应发电部分 1 的示意图； 图 36是本发明实施例提供的符合光磁效应发电部分 2的示意图； 图 37是本发明实施例提供的符合光磁效应发电部分 3的示意图； 图 38是本发明实施例提供的符合光磁效应发电线圈结构的示意图； 图 39 是本发明实施例提供的符合新型太阳能发电技术的应用总图的示 意图；
图 40是本发明实施例提供的符合 M区域放大图的示意图；
图 41 是本发明实施例提供的符合太阳光的采集分光聚焦传输及发电装 置模式图的示意图；
图 42 是本发明实施例提供的符合新型太阳能发电技术应用的发电部分 的示意图。 具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。 以 下实施例用于说明本发明， 但不用来限制本发明的范围。
本实施例中的单色光是指分光后一定波长或频率范内的光， 并不是指光 学意义上的单色光。
如图 1 所示， 是本发明实施例提供的符合聚光部分的示意图， 该聚光单 元包括第一级光线聚光器 （透镜） 1、 入射光通道 （光纤或自然通道） 2、 聚 光后的光线通道 （光纤或自然通道） 3、 聚光后的光线传输光纤 4、 第一级光 线聚光的真空环境 5、 第一级光线聚光的真空箱 6。
其中入射光通道 （光纤或自然通道） 2 接收到太阳光后， 将入射光通过 此通道输送给第一级光线聚光器（透镜）1 ,入射光经过第一级光线聚光器（透 镜） 〗 的聚焦作用后， 聚集的入射光被传送到聚光后的光线通道 （光纤或自 然通道） 3中， 然后入射光再经过聚光后的光线传输光纤 4， 到达分光装置。 入射光通道（光纤或自然通道） 2可以是一种光纤， 与第一级光线聚光器（透 镜） 1 直接相连接组成集采光与聚光为一体的光纤透镜结构， 也可以是将入 射光直接照射到第一级光线聚光器 （透镜） 1上。
第一级光线聚光的真空箱 6， 为第一级光线聚光器 （透镜） 1、 聚光后的 光线通道（光纤或自然通道）3、聚光后的光线传输光纤 4等的固定支撑装置， 也是为聚光部分提供必要的真空环境 （第一级光线聚光的真空环境 5 ), 根据 聚光部分结构的不同， 可以不需要提供真空环境。
聚光部分的主要作用是将分散的入射光经过传输聚集后， 是原先比较分 散、 不易传输的入射光更容易、 更便利、 更易控制的传输。
其中入射光的来源可以是太阳光等自然光， 也可以是经过分光装置处理 5 过的单色光等。
图 2是本发明实施例提供的符合分光部分的示意图。 本发明创新装置包 括分光器入射光通道 （光纤或自然通道） 7、 分光器 (三棱镜） 8、 分光阶段的 真空环境 9、 分光阶段的真空箱 10、 分光后单色光聚光器 （透镜） 11、 单色 光聚光后的光线通道 （光纤或自然通道） 12、 单色光聚光后的光线传输光纤
10 13。 .
其中入射光通过分光器入射光通道 ·（光纤或自然通道） 7进入分光器 (三 棱镜） 8， 进入分光器 (三棱镜） 8的入射光进行分光后， 将不同的单色光传输 到各自的分光后单色光聚光器 （透镜） 11 中， 将单色光进行聚焦后传输到单 色光聚光后的光线通道 （光纤或自然通道） 12中， 然后再将通过单色光聚光
] 5； 后的光线通道 （光纤或 ^然通道） 12'传输的 '单色光传输到单色光聚光后的光 线传输光纤 13 , 最后将入射光传输到达发电部分。
分光器入射光通道 （光纤或自然通道） 7与图 1 中的聚光后的光线传输 光纤 4直接相连接， 分光器入射光通道 （光纤或自然通道） 7与分光器 (三棱 镜） 8直接相连接， 也可以是断开的， 分光器入射光通道 （光纤或自然通道）
20 7将其中传输的光射入分光阶段的真空环境 9再经过真空环境进入分光器 (三 棱镜) 8， 由分光器 (三棱镜) 8分光后的单色光射入真空环境 9, 再经过真空环 境进入分光后单色光聚光器（透镜） 11 , 也可以是由分光器 (三棱镜) 8分光后 的单色光射入到与分光器 (三棱镜) 8相接的光纤中，该光纤与分光后单色光聚 光器 （透镜） 1 1相连接构成光纤透镜样地结构。 单色光聚光后的光线传输光
25 纤 】3 与分光后单色光聚光器 （透镜） 1 1 的连接为光纤透镜样地结构连接， 也可以是分光后单色光聚光器 （透镜） 11将聚焦后的单色光射入真空环境， 然后再进入单色光聚光后的光线传输光纤 13。
分光阶段的真空箱 10,为分光器 (三棱镜） 8、分光后单色光聚光器（透镜） 援引加入 (细则 20.6) 1 1、 单色光聚光后的光线通道 （光纤或自然通道） 12、 单色光聚光后的光线 传输光纤】3等的固定支撑装置， 也是为分光部分提供必要的真空环境（分光 阶段的真空环境 9 )，根据分光部分结构的不同，也可以不需要提供真空环境。
分光部分的主要作用是将入射光经过分光处理后后， 将原先的光分成各 种波长范围的单色光， 根据不同波长的光进行光电的能量转换， 从而可大范 围的提高了太阳能的转换率， 可达 80%以上。
其中入射光的来源可以是直接射入的太阳光等自然光， 也可以是经过聚 光部分聚光装置处理过的光等。
图 3是本发明实施例提供的符合单股太阳能发电的示意图。 本发明创新 装置包括单色光聚光后的光线传输光纤 13、 横穿光纤的磁场 14、 单色光聚光 后发电阶段光线传输光纤 1 5、 正电荷电极 16、 负电荷电极 17、 发电阶段电 能传输线路 1 8、 产生横穿光纤的磁场的磁铁 1 9。
其中单色光聚光后发电阶段光线传输光纤 1 5，光纤的截面可以是圆形的， 矩形的和其它形状的， 这儿以矩形的为例做以说明， 先将矩形的长定义为上 下两个面， 将矩形的宽定义为左右两个面， 然后在上下两个面安装产生横穿 光纤的磁场的磁铁 19， 使夹在两磁体 19之间的透明半导体光纤 （单色光聚 光后发电阶段光线传输光纤 1 5 )中产生匀强磁场，在左右两个面安装电极板， 正电荷电极 16、 负电荷电极 1 7 , 电极与外部的电池连接形成回路， 两电极板 之间形成静电场， 电子-空穴在静电场和磁场的作用下分离， 电子集中在一边， 空穴集中在另一边； 被分离的电了和空穴由电极收集， 输出到电池外， 形成 电流。
单色光聚光后的光线传输光纤 13 将经过聚光部分和分光部分整理过的 光传输到单色光聚光后发电阶段光线传输光纤 1 5， 单色光聚光后发电阶段光 线传输光纤 1 5为半导体材料， 当经过聚光部分和分光部分整理过的光进入半 导体后， 由于光生伏特效应， 半导体由于吸收光子而产生电动势的现象， 物 体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流， 同时半导体上下两个面 安装产生横穿光纤的磁场的磁铁 19 , 使夹在两磁体 1 9之间的透明半导体光 纤 （单色光聚光后发电阶段光线传输光纤 15 ) 中产生匀强磁场， 由于光电磁
援引加入 (细则 20.6) 效应， 半导体受强光照射并在光照垂直方向外加磁场时， 垂直于光和磁场的 半导体两端面之间产生电势。 从而将入射光通过本装置完全快速的转换为电 能。
本发明创新发电装置 （光纤发电系统）是根据光电磁效应和光生伏特效 应进行设计的。 光电磁效应： 半导体受强光照射并在光照垂直方向外加磁场 时， 垂直于光和磁场的半导体两端面之间产生电势的现象称为光电磁效应， 可视之为光扩散电流的霍尔效应。 光生伏打效应是指物体由于吸收光子而产 生电动势的现象， 是当物体受光照时， 物体内的电荷分布状态发生变化而产 生电动势和电流的一种效应。 ·' 图 4是本发明实施例提供的符合单股矩形光纤太阳能发电的示意图。 本 发明创新装置包括单色光聚光后的光线传输光纤 13、 横穿光纤的磁场】4、 单 色光聚光后发电阶段光线传输光纤 〗5、 正电荷电极 16、 负电荷电极 〗7、 发 电阶段电能传输线路 1 8、 产生横穿光纤的磁场的磁铁 19。
其中单色光聚光后发电阶段光线传输光纤 1 5， 光纤的截面为矩形的， 先 将矩形的长定义为上下两个面， 将矩形的宽定义为左右两个面， 然后在上下 两个面安装产生横穿光纤的磁场的磁铁 19 , 使夹在两磁体 19之间的透明半 导体光纤 （单色光聚光后发电阶段光线传输光纤 1 5 ) 中产生匀强磁场， 在左 右两个面安装电极板， 正电荷电极 16、 负电荷电极 1 7 , 电极与外部的电池连 接形成回路， 两电极板之间形成静电场， 电子-空穴在静电场和磁场的作用下 分离， 电子集中在一边， 空穴集中在另一边； 被分离的电了和空穴由电极收 集， 输出到电池外， 形成电流。
图 5是本发明实施例提供的符合单股圆形光纤太阳能发电的示意图。 本 发明创新装置包括单色光聚光后的光线传输光纤 13、 横穿光纤的磁场 14、 单 色光聚光后发电阶段光线传输光纤 1 5、 正电荷电极 〗6、 负电荷电极 】7、 发 电阶段电能传输线路 1 8、 产生横穿光纤的磁场的磁铁 19。
其中单色光聚光后发电阶段光线传输光纤 1 5 , 光纤的截面为圆形的， 先 将圆形的上下四分之一弧长 （这儿的四分之一弧长为描述性的数字， 可以根 据实际的需求将弧长确定为某一值） 定义为上下两个面， 将圆形的上下四分 之一弧长 （可以根据实际的需求将弧长确定为某一值） 定义为左右两个面， 然后在上下两个面安装产生横穿光纤的磁场的磁铁 19， 使夹在两磁体 19之 间的透明半导体光纤 （这儿的四分之一弧长为描述性的数字， 单色光聚光后 发电阶段光线传输光纤 15 ) 中产生匀强磁场， 在左右两个面安装电极板， 正 电荷电极 16、 负电荷电极 17， 电极与外部的电池连接形成回路， 两电极板之 间形成静电场， 电子-空穴在静电场和磁场的作用下分离， 电子集中在一边， 空穴集中在另一边； 被分离的电了和空穴由电极收集， 输出到电池外， 形成 电流。
图 6 是本发明实施例提供的符合多股光纤太阳能发电横截面图的示意 图。 本发明创新装置包括单色光聚光后发电阶段光线传输光纤 1 5、 正电荷电 极 1 6、 负电荷电极 】7、 发电阶段电能传输线路 】8、 产生横穿光纤的磁场的 磁铁 19。
其中单色光聚光后发电阶段光线传输光纤 1 5，光纤的截面可以是圆形的， 矩形的和其它形状的， 这儿以矩形的为例做以说明， 先将矩形的长定义为上 下两个面， 将矩形的宽定义为左右两个面， 然后在上下两个面安装产生横穿 光纤的磁场的磁铁 19 , 使夹在两磁体 1 9之间的透明半导体光纤 （单色光聚 光后发电阶段光线传输光纤 1 5 )中产生匀强磁场，在左右两个面安装电极板， 正电荷电极 1 6、 负电荷电极 1 7 , 电极与外部的电池连接形成回路， 两电极板 之间形成静电场， 电子-空穴在静电场和磁场的作用下分离， 电子集中在一边， 空穴集中在另一边； 被分离的电了和空穴由电极收集， 输出到电池外， 形成 电流。
本发明创新装置是由图 3 单股太阳能发电装置为单元结构有机的进行组合 而组成的集成太阳能发电模块， 可以对多种单色光进行能量转换， 也可以对 一种多束的单色光进行能量转换。
图 7是本发明实施例提供的符合多股矩形光纤太阳能发电截面图 1 的示 意图。 本发明创新装置包括单色光聚光后发电阶段光线传输光纤 1 5、 正电荷 电极 】6、 负电荷电极 〗7、 发电阶段电能传输线路 〗8、 产生横穿光纤的磁场 的磁铁 19。 其中单色光聚光后发电阶段光线传输光纤 1 5， 光纤的截面是矩形的， 先 将矩形的长定义为上下两个面， 将矩形的宽定义为左右两个面， 然后在上下 两个面安装产生横穿光纤的磁场的磁铁 19， 使夹在两磁体 19之间的透明半 导体光纤 （单色光聚光后发电阶段光线传输光纤 15 ) 中产生匀强磁场， 在左 右两个面安装电极板， 正电荷电极 16、 负电荷电极 1 7， 电极与外部的电池连 接形成回路， 两电极板之间形成静电场， 电子-空穴在静电场和磁场的作用下 分离， 电子集中在一边， 空穴集中在另一边； 被分离的电了和空穴由电极收 集， 输出到电池外， 形成电流。
本发明创新装置是由图 " 4 单股太阳能发电装置为单元结构有机的进行组合 而组成的集成太阳能发电模块， 可以对多种单色光进行能量转换， 也可以对 一种多束的单色光进行能量转换。相邻的单元结抅与单元结构之间共用电极。 相邻的单元结抅与单元结构之间的产生横穿光纤的磁场的磁铁 19的排布以 N 极与 S极相间排布。
图 8是本发明实施例提供的符合多股矩形光纤太阳能发电截面图 2的示 意图。 本发明创新装置包括单色光聚光后发电阶段光线传输光纤 1 5、 正电荷 电极 16、 负电荷电极 】7、 发电阶段电能传输线路 1 8、 产生横穿光纤的磁场 的磁铁】9。
其中单色光聚光后发电阶段光线传输光纤 1 5， 光纤的截面是矩形的， 先将矩 形的长定义为上下两个面， 将矩形的宽定义为左右两个面， 然后在上下两个 面安装产生横穿光纤的磁场的磁铁 19， 使夹在两磁体 1 9之间的透明半导体 光纤 （单色光聚光后发电阶段光线传输光纤 1 5 ) 中产生匀强磁场， 在左右两 个面安装电极板， 正电荷电极 16、 负电荷电极 17， 电极与外部的电池连接形 成回路，两电极板之间形成静电场， 电子-空穴在静电场和磁场的作用下分离， 电子集中在一边， 空穴集中在另一边； 被分离的电了和空穴由电极收集， 输 出到电池外， 形成电流。
本发明创新装置是由图 4单股太阳能发电装置为单元结构有机的进行组 合而组成的集成太阳能发电模块， 可以对多种单色光进行能量转换， 也可以 对一种多束的单色光进行能量转换。 相邻的单元结构与单元结构之间的电极 相互独立， 相邻单元结构之间相对较独立， 不受彼此的影响。 相邻的单元结 构与单元结构之间的产生横穿光纤的磁场的磁铁 19的排布相同。
图 9是本发明实施例提供的符合多般圆形光纤太阳能发电截面图的示意 图。 本发明创新装置包括单色光聚光后发电阶段光线传输光纤 15、 正电荷电 极 1 6、 负电荷电极 〗7、 发电阶段电能传输线路 1 8、 产生横穿光纤的磁场的 磁铁 1 9。
其中单色光聚光后发电阶段光线传输光纤 15， 光纤的截面为圆形形的， 先将圆形的上下四分之一弧长 （.这儿的四分之一弧长为描述性的数字， 可以 根据实际的需求将弧长确定为某一值） 定义为上下两个面， 将圆形的上下四 分之一弧长（可以根据实际的需求将弧长确定为某一值）定义为左右两个面， 然后在上下两个面安装产生横穿光纤的磁场的磁铁 1 9， 使夹在两磁体 】9之 间的透明半导体光纤 （这儿的四分之一弧长为描述性的数字， 单色光聚光后 发电阶段光线传输光纤 1 5 ) 中产生匀强磁场， 在左右两个面安装电极板， 正 电荷电极 1 6、 负电荷电极】 7 , 电极与外部的电池连接形成回路， 两电极板之 间形成静电场， 电子-空穴在静电场和磁场的作用下分离， 电子集中在一边， 空穴集中在另一边； 被分离的电了和空穴由电极收集， 输出到电池外， 形成 电流
本发明创新装置是由图 5单股圆形太阳能发电装置为单元结构有机的进 行组合而组成的集成太阳能发电模块， 可以对多种单色光进行能量转换， 也 可以对一种多束的单色光进行能量转换。 相邻的单元结构与单元结构之间的 电极相互独立， 相邻单元结构之间相对较独立， 不受彼此的影响。 相邻的单 元结构与单元结构之间的产生横穿光纤的磁场的磁铁 19的排布相同，也可以 是相邻的单元结构与单元结抅之间共用电极。 相邻的单元结构与单元结构之 问的产生横穿光纤的磁场的磁铁 19的排布以 N极与 S极相问排布。
对于图 3、 图 4、 图 5、 图 6、 图 7、 图 8、 图 9中正电荷电极】6及输电 线路 1 8、 负电荷电极 1 7及输电线路 1 8与能量存储装置的正负极相连接， 将 能量转换装置产生的电能存储到能量存储装置中， 可以先将能量转换装置与 电容器 （超级电容器） 22相连接， 将能量转换装置中产生的电能存储到电容 器 （超级电容器） 22中， 然后将电容器（超级电容器） 22中的电能通过放电 再存储到本发明创新的新型飞轮储能电池 24或其他储能电池 25中。 在电路 中为了防止产生的电压低于超级电容 22的电压时， 超级电容 22向能量转换 装置充电， 造成能量损耗及能量转换装置的损坏， 需要在电容器 22与能量转 换装置的之间有一个保护电路 23， 如需要接肖特基二极管。 当超级电容器 22 的电压较低时， 为了防止飞轮储能电池 24或其他储能电池 25对超级电容 22 产生影响，可以在超级电容 22与飞轮储能电池 24或其他储能电池 25之间也 接一个保护电路 23， 如二极管等。
图 】 是本发明实施例提供的符合聚光部分的示意图。 本发明创新装置包 括第一级光线聚光器 （透镜） 1、 入射光通道 （光纤或自然通道） 2、 聚光后 的光线通道 （光纤或自然通道） 3、 聚光后的光线传输光纤 4、 第一级光线聚 光的真空环境 5、 第一级光线聚光的真空箱 6。
其中入射光通道 （光纤或自然通道） 2 接收到太阳光后， 将入射光通过 此通道输送给第一级光线聚光器（透镜）1，入射光经过第一级光线聚光器（透 镜） 1 的聚焦作用后， 聚集的入射光被传送到聚光后的光线通道 （光纤或自 然通道） 3中， 然后入射光再经过聚光后的光线传输光纤 4， 到达分光装置。 入射光通道（光纤或自然通道） 2可以是一种光纤， 与第一级光线聚光器（透 镜） 1 直接相连接组成集采光与聚光为一体的光纤透镜结构， 也可以是将入 射光直接照射到第一级光线聚光器 （透镜） 1上。
第一级光线聚光的真空箱 6， 为第一级光线聚光器 （透镜） 1、 聚光后的 光线通道（光纤或自然通道）3、聚光后的光线传输光纤 4等的固定支撑装置， 也是为聚光部分提供必要的真空环境（第一级光线聚光的真空环境 5 )， 根据 聚光部分结构的不同， 可以不需要提供真空环境。
聚光部分的主要作用是将分散的入射光经过传输聚集后， 是原先比较分 散、 不易传输的入射光更容易、 更便利、 更易控制的传输。
其中入射光的来源可以是太阳光等自然光， 也可以是经过分光装置处理 过的单色光等。
图 2是本发明实施例提供的符合分光部分的示意图。 本发明创新装置包括分光器入射光通道（光纤或自然通道） 7、 分光器 (三棱 镜） 8、 分光阶段的真空环境 9、 分光阶段的真空箱 10、 分光后单色光聚光器 (透镜） 1 1、 单色光聚光后的光线通道 （光纤或自然通道） 〗2、 单色光聚光 后的光线传输光纤 13。
其中入射光通过分光器入射光通道 （光纤或自然通道） 7进入分光器 (三 棱镜） 8， 进入分光器 (三棱镜） 8的入射光进行分光后， 将不同的单色光传输 到各自的分光后单色光聚光器 （透镜） 1 1 中， 将单色光进行聚焦后传输到单 色光聚.光后的光线通道 （光纤或自然通道） 12中， 然后再将通过单色光聚光 后的光线通道 （光纤或自然通道） 12传输的单色光 到单色光聚光后的光 线传输光纤 13 , 最后将入射光传输到达发电部分。
分光器入射光通道 （光纤或自然通道） 7 与图 〗 中的聚光后的光线传输 光纤 4直接相连接， 分光器入射光通道 （光纤或自然通道） 7与分光器 (三棱 镜） 8直接相连接， 也可以是断开的， 分光器入射光通道 （光纤或自然通道） 7将其中传输的光射入分光阶段的真空环境 9再经过真空环境进入分光器 (三 棱镜) 8， 由分光器 (三棱镜) 8分光后的单色光射入真空环境 9， 再经过真空环 境进入分光后单色光聚光器 （透镜） 1 1， 也可以是由分光器 (三棱镜) 8分光后 的单色光射入到与分光器 (三棱镜) 8相接的光纤中， 该光纤与分光后单色光聚 光器 （透镜） 1 1相连接构成光纤透镜样地结构。 单色光聚光后的光线传输光 纤 13 与分光后单色光聚光器 （透镜） 1 1 的连接为光纤透镜样地结构连接， 也可以是分光后单色光聚光器 （透镜） 1 1将聚焦后的单色光射入真空环境， 然后再进入单色光聚光后的光线传输光纤 1 3
分光阶段的真空箱 10，为分光器 (三棱镜） 8、分光后单色光聚光器（透镜） 1 1、 单色光聚光后的光线通道 （光纤或自然通道） 12、 单色光聚光后的光线 传输光纤 Π等的固定支撑装置， 也是为分光部分提供必要的真空环境（分光 阶段的真空环境 9 )，根据分光部分结构的不同，也可以不需要提供真空环境。
分光部分的主要作用是将入射光经过分光处理后后， 将原先的光分成各 种波长范围的单色光， 根据不同波长的光进行光电的能量转换， 从而可大范 围的提高了太阳能的转换率， 可达 80%以上。 其中入射光的来源可以是直接射入的太阳光等自然光， 也可以是经过聚 光部分聚光装置处理过的光等。
图 n是本发明实施例提供的符合单股光纤光伏发电 1的示意图。本发明 创新装置包括单色光聚光后的光线传输光纤 13、 正电荷电极 16、 负电荷电极 17、 发电阶段电能传输线路 1 8、 P型层 N-半导体、 N型层 P-半导体。
单色光聚光后的光线传输光纤 13 将经过聚光部分和分光部分整理过的 光传输到发电部分的光纤， 发电部分的光纤选用透明的半导体材料， 光纤从 .中心一分为二， 其中一半为 P型半导体， 另一半为 N型半导体。 光纤的截面 可以是圆形的， 矩形的和其它形状的， 这儿以 '矩形的为例做以说明， 先将矩 形的长定义为上下两个面， 将矩形的宽定义为左右两个面， 上二分之一层为 P型半导体， 下二分之一层为 N型半导体， 当经过聚光部分和分光部分整理 过的光进入半导体后， 由于光生伏特效应， 半导体由于吸收光子而产生电动 势的现象， 物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流， 从而将入 射光通过本装置完全快速的转换为电能。 在上下两个面安装电极板， 正电荷 电极 16、 负电荷电极 Π， 电极与外部的电池连接形成回路， 两电极板之间形 成静电场， 电子-空穴在静电场和磁场的作用下分离， 电子集中在一边， 空穴 集中在另一边； 被分离的电了和空穴由电极收集， 输出到电池外， 形成电流。
图 12是本发明实施例提供的符合单股矩形光纤太阳能发电的示意图。本 发明创新装置包括单色光聚光后的光线传输光纤 13、 正电荷电极 16、 负电荷 电极 17、 发电阶段电能传输线路 1 8、 Ρ型层 Ν-半导体、 Ν型层 Ρ-半导体。
单色光聚光后的光线传输光纤 13 将经过聚光部分和分光部分整理过的 光传输到发电部分的光纤， 发电部分的光纤选用透明的半导体材料， 光纤从 中心一分为二， 其中一半为 Ρ型半导体， 另一半为 Ν型半导体。 光纤的截面 是矩形的， 先将矩形的长定义为上下两个面， 将矩形的宽定义为左右两个面， 上二分之一层为 Ρ型半导体， 下二分之一层为 Ν型半导体， 当经过聚光部分 和分光部分整理过的光进入半导体后， 由于光生伏特效应， 半导体由于吸收 电流， 从而将入射光通过本装置完全快速的转换为电能。 在上下两个面安装 电极板， 正电荷电极 16、 负电荷电极 17， 电极与外部的电池连接形成回路， 两电极板之间形成静电场， 电子-空穴在静电场和磁场的作用下分离， 电子集 中在一边， 空穴集中在另一边； 被分离的电了和空穴由电极收集， 输出到电 池外， 形成电流。
图 13是本发明实施例提供的符合单股圆形光纤太阳能发电的示意图。本 发明创新装置包括单色光聚光后的光线传输光纤 13、 正电荷电极 16、 负电荷 电极 17、 发电阶段电能传输线路 1 8、 P型层 N-半导体、 N型层 P-半导体。
单色光聚光后的光线传输光纤 13 将经过聚光部分和分光部分整理过的 光传输到发电部分的光纤， 发电部分的光纤选用透 的半导体材料， 光纤从 中心一分为二， 其中一半为 P型半导体， 另一半为 N型半导体。 光纤的截面 是圆形的， 先将圆形的定义为上下两个弧面， 上二分之一为 P型半导体， 下 二分之一为 N型半导体， 当经过聚光部分和分光部分整理过的光进入半导体 后， 由于光生伏特效应， 半导体由于吸收光子而产生电动势的现象， 物体内 的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流， 从而将入射光通过本装置完 全快速的转换为电能。 在上下两个弧面安装电极板， 正电荷电极 16、 负电荷 电极 17， 电极与外部的电池连接形成回路， 两电极板之间形成静电场， 电子 -空穴在静电场和磁场的作用下分离， 电子集中在一边， 空穴集中在另一边； 被分离的电了和空穴由电极收集， 输出到电池外， 形成电流。
图 14是本发明实施例提供的符合单股光纤光伏发电 2的示意图。本发明 创新装置包括单色光聚光后的光线传输光纤 13、 正电荷电极 16、 负电荷电极 】7、 发电阶段电能传输线路 18、 P型层 N-半导体、 N型层 P-半导体。
单色光聚光后的光线传输光纤 13 将经过聚光部分和分光部分整理过的 光传输到发电部分的光纤， 发电部分的光纤选用透明的半导体材料， 光纤从 中心一分为二， 其中一半为 P型半导体， 另一半为 N型半导体。 光纤的截面 可以是圆形的， 矩形的和其它形状的， 这儿以矩形的为例做以说明， 先将矩 形的长定义为上下两个面， 将矩形的宽定义为左右两个面， 上二分之一层为 P型半导体， 下二分之一层为 N型半导体， 当经过聚光部分和分光部分整理 过的光进入半导体后， 由于光生伏特效应， 半导体由于吸收光子而产生电动 势的现象， 物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流， 从而将入 射光通过本装置完全快速的转换为电能。 然后在上下两个面安装产生横穿光 纤的磁场的磁铁 19, 使夹在两磁体 19之间的透明半导体光纤中产生匀强磁 场， 在左右两个面安装电极板， 正电荷电极 16、 负电荷电极 17， 电极与外部 的电池连接形成回路， 两电极板之间形成静电场， 电子-空穴在静电场和磁场 的作用下分离， 电子集中在一边， 空穴集中在另一边； 被分离的电了和空穴 由电极收集， 输出到电池外， 形成电流。
单色光聚光后的光线传输光纤 13 将经过聚光部分和分光部分整理过的 光传输到发电部分的光纤， 其为半导体材料， 当经过聚光部分和分光部分整 理过的光进入半导体后， 由于光生伏特效应， 半导体由于吸收光子而产生电 动势的现象, 物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流， '同时半 导体上下两个面安装产生横穿光纤的磁场的磁铁 19， 使夹在两磁体 】9之间 的透明半导体光纤中产生匀强磁场， 由于光电磁效应， 半导体受强光照射并 在光照垂直方向外加磁场时，垂直于光和磁场的半导体两端面之间产生电势。 从而将入射光通过本装置完全^速的转换为电能 ― - 本发明创新发电装置 （光纤发电系统） 是根据光电磁效应和光生伏特效 应进行设计的。 光电磁效应： 半导体受强光照射并在光照垂直方向外加磁场 时， 垂直于光和磁场的半导体两端面之间产生电势的现象称为光电磁效应， 可视之为光扩散电流的霍尔效应。 光生伏打效应是指物体由于吸收光子而产 生电动势的现象， 是当物体受光照时， 物体内的电荷分布状态发生变化而产 生电动势和电流的一种效应。
图 15是本发明实施例提供的符合单股矩形光纤太阳能发电的示意图。本 发明创新装置包括单色光聚光后的光线传输光纤 13、 正电荷电极 16、 负电荷 电极 17、 发电阶段电能传输线路 18、 P型层 N-半导体、 N型层 P-半导体。
单色光聚光后的光线传输光纤 Π 将经过聚光部分和分光部分整理过的 光传输到发电部分的光纤， 发电部分的光纤选用透明的半导体材料， 光纤从 中心一分为二， 其中一半为 p型半导体， 另一半为 N型半导体。 光纤的截面 是矩形的， 先将矩形的长定义为上下两个面， 将矩形的宽定义为左右两个面，
援引加入 (细则 20.6) 上二分之一层为 P型半导体， 下二分之一层为 N型半导体， 当经过聚光部分 和分光部分整理过的光进入半导体后， 由于光生伏特效应， 半导体由于吸收 光子而产生电动势的现象， 物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和 电流， 从而将入射光通过本装置完全快速的转换为电能。 然后在上下两个面 安装产生横穿光纤的磁场的磁铁 19 , 使夹在两磁体 19之间的透明半导体光 纤中产生匀强磁场， 在左右两个面安装电极板， 正电荷电极 16、 负电荷电极 17, 电极与外部的电池连接形成回路， 两电极板之间形成静电场， 电子 -空穴 在静电场和磁场的作用下分离， 电子集中在一边， 空穴集中在另一边； 被分 离的电了和空穴由电极收集， 输出到电池外， 形成电流。
单色光聚光后的光线传输光纤 13 将经过聚光部分和分光部分整理过的 光传输到发电部分的光纤， 其为半导体材料， 当经过聚光部分和分光部分整 理过的光进入半导体后， 由于光生伏特效应， 半导体由于吸收光子而产生电 导体上下两个面安装产生横穿光纤的磁场的磁铁 19， 使夹在两磁体 19之间 的透明半导体光纤中产生匀强磁场， 由于光电磁效应， 半导体受强光照射并 在光照垂直方向外加磁场时，垂直于光和磁场的半导体两端面之间产生电势。 从而将入射光通过本装置完全快速的转换为电能。
图 16是本发明实施例提供的符合单股圆形光纤太阳能发电的示意图。本 发明创新装置包括单色光聚光后的光线传输光纤 13、 正电荷电极 16、 负电荷 电极 17、 发电阶段电能传输线路 1 8、 P型层 N-半导体、 N型层 P-半导体。
单色光聚光后的光线传输光纤 Π 将经过聚光部分和分光部分整理过的 光传输到发电部分的光纤， 发电部分的光纤选用透明的半导体材料， 光纤从 中心一分为二， 其中一半为 P型半导体， 另一半为 N型半导体。 光纤的截面 是圆形的， 先将矩形定义为上下两个弧面， 上二分之一层为 P型半导体， 下 二分之一层为 N型半导体， 当经过聚光部分和分光部分整理过的光进入半导 体后， 由于光生伏特效应， 半导体由于吸收光子而产生电动势的现象， 物体 内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流， 从而将入射光通过本装置 完全快速的转换为电能。 然后在左右两个弧面安装产生横穿光纤的磁场的磁 铁 19， 使夹在两磁体 19之间的透明半导体光纤中产生匀强磁场， 在左右两 个面安装电极板， 正电荷电极】 6、 负电荷电极 17， 电极与外部的电池连接形 成回路，两电极板之间形成静电场， 电子-空穴在静电场和磁场的作用下分离， 电子集中在一边， 空穴集中在另一边； 被分离的电了和空穴由电极收集， 输 出到电池外， 形成电流。
单色光聚光后的光线传输光纤 13 将经过聚光部分和分光部分整理过的 光传输到发电部分的光纤， 其为半导体材料， 当经过聚光部分和分光部分整 理过的光进入半导体后， 由于光生伏特效应， 半导体由于吸收光子而产生电 动势的现象， 物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流， 同时半 导体上下两个面安装产生横穿光纤的磁场的磁铁 】9 , 使夹在两磁体 19之间 的透明半导体光纤中产生匀强磁场， 由于光电磁效应， 半导体受强光照射并 在光照垂直方向外加磁场时，垂直于光和磁场的半导体两端面之间产生电势。 从而将入射光通过本装置完全快速的转换为电能。
图 1 7是本发明实施例提供的符合多股矩形光纤太阳能发电 1横截面的示 意图；图 1 8是本发明实施例提供的符合多股矩形光纤太阳能发电 1的示意图； 图 19是本发明实施例提供的符合多股圆形光纤太阳能发电 〗 横截面的示意 图； 图 20是本发明实施例提供的符合多股圆形光纤太阳能发电 1的示意图。
其中图 17、 图 1 8、 图 1 9、 图 20所涉及的创新装置是由图 1 1、 图 12、 图 1 3、 单股太阳能发电装置 1 为单元结构有机的进行组合而组成的集成太阳 能发电模块， 可以对多种单色光进行能量转换， 也可以对一种多束的单色光 进行能量转换。 相邻的单元结构与单元结构之间的电极相互独立， 相邻单元 结构之间相对较独立， 不受彼此的影响。 可以是相邻的单元结构与单元结构 之间共用电极。
图 21 是本发明实施例提供的符合多股矩形光纤太阳能发电 2 横截面的示意 图。 图 22是本发明实施例提供的符合多股矩形光纤太阳能发电 2的示意图。 图 23 是本发明实施例提供的符合多股圆形光纤太阳能发电 2横截面的示意 图。
图 24是本发明实施例提供的符合多股圆形光纤太阳能发电 2的示意图。 其中图 21、 图 22、 图 23、 图 24所涉及的创新装置是由图 14、 图 1 5、 图 16、 单股太阳能发电装置 2为单元结构有机的进行组合而组成的集成太阳能 发电模块， 可以对多种单色光进行能量转换， 也可以对一种多束的单色光进 行能量转换。 相邻的单元结构与单元结构之间的电极相互独立， 相邻单元结 构之间相对较独立， 不受彼此的影响。 相邻的单元结构与单元结构之间的产 生横穿光纤的磁场的磁铁 19的排布相同，也可以是相邻的单元结构与单元结 构之问共用电极。 相邻的单元结抅与单元结构之间的产生横穿光纤的磁场的 磁铁 19的排布以 N极与 S极相间排布。
对于图 1 1、 图 12、 图 13、 图 14、 图 1 5、 图 16、 图 1 7、 图 18、 图 19、 图 20、 图 21、 图 22、 图 23、 图 24中正电荷电极 16及输电线路 1 8、 负电荷 电极】7及输电线路 1 8与能量存储装置的正负极相连接， 将能量转换装置产 生的电能存储到能量存储装置中， 可以先将能量转换装置与电容器 （超级电 容器） 22相连接， 将能量转换装置中产生的电能存储到电容器（超级电容器） 22中， 然后将电容器 （超级电容器） 22中的电能通过放电再存储到本发明创 新的新型飞轮储能电池 24或其他储能电池 25 中。 在电路中为了防止产生的 电压低于超级电容 22的电压时， 超级电容 22向能量转换装置充电， 造成能 量损耗及能量转换装置的损坏， 需要在电容器 22与能量转换装置的之间有一 个保护电路 23 , 如需要接肖特基二极管。 当超级电容器 22 的电压较低时， 为了防止飞轮储能电池 24或其他储能电池 25对超级电容 22产生影响， 可以 在超级电容 22与飞轮储能电池 24或其他储能电池 25之间也接一个保护电路 23 , 如二极管等。
空心光纤： 将光纤作成空心， 形成圆筒状空间， 用于光传输的光纤， 称 作空心光纤。 空心光纤主要用于能量传送， 可供 X射线、 紫外线和远红外线 光能传输。 空心光纤结构有两种： 一是将玻璃作成圆筒状， 其纤芯与包层原 理与阶跃型相同。 利用光在空气与玻璃之间的全反射传播。 由于， 光的大部 分可在无损耗的空气中传播， 具有一定距离的传播功能。 二是使圆简内面的 反射率接近 】， 以减少反射损耗。 为了提高反射率， 有在简内设置电介质， 使工作波长段损粍减少的。 例如可以作到波长 10.6pm损耗达几 dB / m的。 空心光子晶体光纤能够通过空气而不是玻璃导光， 因此在很多应用领域它比 传统的光纤更有优势并将最终取代传统的光纤。
图 1是本发明实施例提供的符合聚光部分的示意图本发明创新装置包括 第一级光线聚光器 （透镜） 1、 入射光通道 （光纤或自然通道） 2、 聚光后的 光线通道 （光纤或自然通道） 3、 聚光后的光线传输光纤 4、 第一级光线聚光 的真空环境 5、 第一级光线聚光的真空箱 6。
其中入射光通道 （光纤或自然通道） 2 接收到太阳光后， 将入射光通过 此通道输送给第一级光线聚光器（透镜）1 ,入射光经过第一级光线聚光器（透 镜） 】 的聚焦作用后," 聚集的入射光被传送到聚光后的光线通道 （光纤或自 然通道） 3中， 然后入射光再经过聚光后的光线传输光纤 4 , 到达分光装置。 入射光通道（光纤或自然通道） 2可以是一种光纤， 与第一级光线聚光器（透 镜） 】 直接相连接组成集采光与聚光为一体的光纤透镜结构， 也可以是将入 射光直接照射到第一级光线聚光器 （透镜） 1上。
第一级光线聚光的真空箱 6 , 为第一级光线聚光器 （透镜） 1、 聚光后的 光线通道（光纤或自然通道） 3、聚光后的光线传输光纤 4等的固定支撑装置， 也是为聚光部分提供必要的真空环境（第一级光线聚光的真空环境 5 )， 根据 聚光部分结构的不同， 可以不需要提供真空环境。
聚光部分的主要作用是将分散的入射光经过传输聚集后， 是原先比较分 散、 不易传输的入射光更容易、 更便利、 更易控制的传输。
其中入射光的来源可以是太阳光等自然光， 也可以是经过分光装置处理 过的单色光等。
图 2是本发明实施例提供的符合分光部分的示意图。 本发明创新装置包 括分光器入射光通道 （光纤或自然通道） 7、 分光器 (三棱镜） 8、 分光阶段的 真空环境 9、 分光阶段的真空箱 10、 分光后单色光聚光器 （透镜） 1 1、 单色 光聚光后的光线通道 （光纤或自然通道） 12、 单色光聚光后的光线传输光纤 13。
其中入射光通过分光器入射光通道 （光纤或自然通道） 7进入分光器 (三 棱镜） 8 , 进入分光器 (三棱镜） 8的入射光进行分光后， 将不同的单色光传输 到各自的分光后单色光聚光器 （透镜） 1 1 中， 将单色光进行聚焦后传输到单 色光聚光后的光线通道 （光纤或自然通道） 12中， 然后再将通过单色光聚光 后的光线通道 （光纤或自然通道） 12传输的单色光传输到单色光聚光后的光 线传输光纤 13， 最后将入射光传输到达发电部分。
分光器入射光通道 （光纤或自然通道） 7 与图 】 中的聚光后的光线传输 光纤 4直接相连接， 分光器入射光通道 （光纤或自然通道） 7与分光器 (三棱 镜） 8直接相连接， 也可以是断开的， 分光器入射光通道 （光纤或自然通道） 7将其中传输的光射入分光阶段的真空环境 9再经过真空环境进入分光器 (三 棱镜) 8， 由分光器 (三棱镜) 8分光后的单色光射入真空环境 9， 再经过真空环 境进入分光后单色光聚光器 （透镜） 1 1 , 也可以是由分光器 (三棱镜) 8分光后 的单色光射入到与分光器 (三棱镜) 8相接的光纤中，该光纤与分光后单色光聚 光器 （透镜） 1 1相连接抅成光纤透镜样地结构。 单色光聚光后的光线传输光 纤 13 与分光后单色光聚光器 （透镜） n 的连接为光纤透镜样地结构连接， 也可以是分光后单色光聚光器 （透镜） 1 1将聚焦后的单色光射入真空环境， 然后再进入单色光聚光后的光线传输光纤 1 3。
分光阶段的真空箱 10， 为分光器 (三棱镜） 8、分光后单色光聚光器（透镜） 1 1、 单色光聚光后的光线通道 （光纤或自然通道） 12、 单色光聚光后的光线 传输光纤 1 3等的固定支撑装置， 也是为分光部分提供必要的真空环境（分光 阶段的真空环境 9 ),根据分光部分结构的不同，也可以不需要提供真空环境。
分光部分的主要作用是将入射光经过分光处理后后， 将原先的光分成各 种波长范围的单色光， 根据不同波长的光进行光电的能量转换， 从而可大范 围的提高了太阳能的转换率， 可达 80%以上。
其中入射光的来源可以是直接射入的太阳光等自然光， 也可以是经过聚 光部分聚光装置处理过的光等。
图 25是本发明实施例提供的符合光进入发电装发电置模式图的示意图。 本发明创新装置包括单色光聚光后的光线传输光纤 1 3、 正电荷电极】 6、 负电 荷电极 1 7、 空心光纤（光纤） 20、 光的运行轨迹 22、 P型层 N-半导体、 N型 层 P+半导体。 单色光聚光后的光线传输光纤 Π将图 2所述的分光部分产生 的单色光导入到发电部分的空心光纤 （光纤） 20中， 在空心光纤 （光纤） 20 的周围安装有一圈 N型层 P+半导体材料， N型层 P+半导体材料与空心光纤 (光纤） 20接触的一面安装有电极， 在 N型层 P+半导体材料周围安装有一 圈 P型层 N-半导体材料， 在 P型层 N-半导体材料的周围安装有电极。
发电部分的结构为从外层到中心分别为 P型层电极 16、 P型半导体、 N 型半导体、 N型层电极 17、 入射光增透膜 21、 空心光纤 （光纤） 20。
经过聚光部分和分光部分处理的光以光的运行轨迹 22 由单色光聚光后 的光线传输光纤 13传送到空心光纤 （光纤） 20， 当光波被 N型半导体通过 光伏效应并将其快速的捕获，" 激发出大量的电子-空穴对。 电极 17 与外部的 电池连接形成回路， 两电极板之间形成静电场， 被分离的电了和空穴由电极 收集， 输出到电池外， 形成电流。
图 26是本发明实施例提供的符合空心光纤光伏单股太阳能发电 1的示意 图。
本发明创新装置包括单色光聚光后的光线传输光纤】3、 正电荷电极 16、 负电荷电极 17、 空心光纤 （光纤） 20、 P型层 N-半导体、 N型层 P+半导体 单色光聚光后的光线传输光纤 13将图 2所述的分光部分产生的单色光导 入到发电部分的空心光纤 （光纤） 20中， 在空心光纤 （光纤） 20的周围安装 有一圈 N型层 P+半导体材料， N型层 P+半导体材料与空心光纤 （光纤） 20 接触的一面安装有电极， 在 N型层 P+半导体材料周围安装有一圈 P型层 N- 半导体材料， 在 P型层 N-半导体材料的周围安装有电极。
发电部分的结构为从外层到中心分别为 P型层电极 16、 P型半导体、 N型 半导体、 N型层电极】7、 入射光增透膜 21、 空心光纤 （光纤） 20。
经过聚光部分和分光部分处理的光以光的运行轨迹 22 由单色光聚光后 的光线传输光纤 13传送到空心光纤 （光纤） 20， 当光波被 N型半导体通过 光伏效应并将其快速的捕获， 激发出大量的电子-空穴对。 电极 17 与外部的 电池连接形成回路， 两电极板之间形成静电场， 被分离的电了和空穴由电极 收集， 输出到电池外， 形成电流。
图 27是本发明实施例提供的符合矩形空心光纤光伏单服太阳能发电 1的 示意图。
本发明创新装置包括单色光聚光后的光线传输光纤 13、 正电荷电极 16、 负电荷电极 17、 空心光纤 （光纤） 20、 P型层 N-半导体、 N型层 P+半导体。
其中单色光聚光后的光线传输光纤 13、 空心光纤（光纤） 20的横截面为 矩形， 空心光纤 （光纤） 20周围的 P型层 N-半导体、 N型层 P+半导体也是 根据空心光纤 （光纤 ) 20的形状而分布。
单色光聚光后的光线传输光纤 13将图 2所述的分光部分产生的单色光导 入到发电部分的空心光纤（光纤） 20中， 在空心光纤（光纤） 20的周围安装 有一圈 N型层 P+半导体材料， N型层 P+半导体材料与空心光纤 （光纤） 20 接触的一面安装有电极， 在 N型层 P+半导体材料周围安装有一圈 P型层 N- 半导体材料， 在 P型层 N-半导体材料的周围安装有电极。
发电部分的结构为从外层到中心分别为 P型层电极 16、 P型半导体、 N 型半导体、 N型层电极 17、 入射光增透膜 21、 空心光纤 （光纤） 20。
经过聚光部分和分光部分处理的光以光的运行轨迹 22 由单色光聚光后 的光线传输光纤 13传送到空心光纤 （光纤） 20, 当光波被 N型半导体通过 光伏效应并将其快速的捕获， 激发出大量的电子-空穴对。 电极 Π 与外部的 电池连接形成回路， 两电极板之间形成静电场， 被分离的电了和空穴由电极 收集， 输出到电池外， 形成电流。
图 28是本发明实施例提供的符合圆形空心光纤光伏单股太阳能发电 1的 示意图。
本发明创新装置包括单色光聚光后的光线传输光纤 13、 正电荷电极 16、 负电荷电极 17、 空心光纤 （光纤） 20、 P型层 N-半导体、 N型层 P+半导体。 其中单色光聚光后的光线传输光纤 13、空心光纤（光纤）20的横截面为圆形， 空心光纤 （光纤） 20周围的 P型层 N-半导体、 N型层 P+半导体也是根据空 心光纤 （光纤） 20 的形状而分布。 单色光聚光后的光线传输光纤 13 将图 2 所述的分光部分产生的单色光导入到发电部分的空心光纤 （光纤） 20中， 在 空心光纤 （光纤） 20的周围安装有一圈 N型层 P+半导体材料， N型层 P+半 导体材料与空心光纤 （光纤） 20接触的一面安装有电极， 在 N型层 P+半导 体材料周围安装有一圈 P型层 N-半导体材料， 在 P型层 N-半导体材料的周 围安装有电极。 发电部分的结构为从外层到中心分别为 P型层电极 16、 P型 半导体、 N型半导体、 N型层电极 17、 入射光增透膜 21、 空心光纤 （光纤） 20。
经过聚光部分和分光部分处理的光以光的运行轨迹 22 由单色光聚光后 的光线传输光纤 13传送到空心光纤 （光纤） 20 , 当光波被 N型半导体通过 光伏效应并将其快速的捕获， 激发出大量的电子-空穴对。 电极 17 与外部的 电池连接形成回路， 两电极板之间形成静电场， 被分离的电了和空穴由电极 收集， 输出到电池外， 形成电流。 ·'
图 29是本发明实施例提供的符合 G 区域放大图的示意图。 本发明创新 装置包括单色光聚光后的光线传输光纤 16、负电荷电极 17、 空心光纤（光纤） 20、 入射光增透膜 21、 P型层半导体、 N型层半导体。
发电部分的结构为从外层到中心分别为 P型层电极 16、 P型半导体、 N 型半导体、 N型层电极 17、 入射光增透膜 21、 空心光纤 （光纤） 20。
图 30是本发明实施例提供的符合空心光纤光伏单股太阳能发电 2的示意 图。
本发明创新装置包括单色光聚光后的光线传输光纤 13、 正电荷电极 16、 负 电荷电极 17、 产生横穿光纤的磁场的磁铁 19、 空心光纤（光纤） 20、 光的运 行轨迹 22、 P型层 N-半导体、 N型层 P+半导体
单色光聚光后的光线传输光纤 13将图 2所述的分光部分产生的单色光导入 到发电部分的空心光纤 （光纤） 20中， 在空心光纤 （光纤） 20的周围安装有 一圈 N型层 P+半导体材料， N型层 P+半导体材料与空心光纤 （光纤） 20接 触的一面安装有电极， 在 N型层 P+半导体材料周围安装有一圈 P型层 N-半 导体材料， 在 P型层 N-半导体材料的周围安装有电极， 在电极的外层安装有 一圈产生横穿光纤的磁场的磁铁 19。
发电部分的结构为从外层到中心分别为产生横穿光纤的磁场的磁铁 〗9、 P 型层电极 16、 P型半导体、 N型半导体、 N型层电极 17、 入射光增透膜 21、 空心光纤 （光纤） 20。 经过聚光部分和分光部分处理的光以光的运行轨迹 22 由单色光聚光后 的光线传输光纤 13传送到空心光纤 （光纤） 20， 当光波被 N型半导体通过 光伏效应并将其快速的捕获， 激发出大量的电子-空穴对。 电极与外部的电池 连接形成回路， 两电极板之间形成静电场， 最外层安装产生横穿光纤的磁场 的磁铁 19、 使空心光纤 （光纤） 20 中产生匀强磁场， 电子-空穴在静电场和 磁场的双重作用下迅速的分离； 被分离的电了和空穴由电极 16、 17收集， 输 出到电池外， 形成电流。 方案可以是上述的单股光纤模式， 也可以是多股光 纤模式。
图 3】是本发明实施例提供的符合矩形空心光纤光伏单般太阳能'发电 2的 示意图。
本发明创新装置包括单色光聚光后的光线传输光纤 13、 正电荷电极 16、 负 电荷电极】 7、 产生横穿光纤的磁场的磁铁 19、 空心光纤（光纤） 20、 光的运 行轨迹 22、 P型层 N-半导体、 N型层 P+半导体。
其中单色光聚光后的光线传输光纤 13、 空心光纤 （光纤） 20的横截面为矩 形， 空心光纤 （光纤） 20周围的 P型层 N-半导体、 N型层 P+半导体以及产 生横穿光纤的磁场的磁铁 19也是根据空心光纤 （光纤） 20的形状而分布。 单色光聚光后的光线传输光纤 13将图 2所述的分光部分产生的单色光导入 到发电部分的空心光纤（光纤） 20中， 在空心光纤（光纤） 20的周围安装有 一圈 N型层 P+半导体材料， N型层 P+半导体材料与空心光纤 （光纤） 20接 触的一面安装有电极， 在 N型层 P+半导体材料周围安装有一圈 P型层 N-半 导体材料， 在 P型层 N-半导体材料的周围安装有电极， 在电极的外层安装有 一圈产生横穿光纤的磁场的磁铁 19。
发电部分的结构为从外层到中心分别为产生横穿光纤的磁场的磁铁 19、 P 型层电极 16、 P型半导体、 N型半导体、 N型层电极 17、 入射光增透膜 21、 空心光纤 （光纤） 20。
经过聚光部分和分光部分处理的光以光的运行轨迹 22 由单色光聚光后 的光线传输光纤 13传送到空心光纤 （光纤） 20 , 当光波被 N型半导体通过 光伏效应并将其快速的捕获， 激发出大量的电子-空穴对。 电极与外部的电池 连接形成回路， 两电极板之间形成静电场， 最外层安装产生横穿光纤的磁场 的磁铁 19、 使空心光纤 （光纤） 20 中产生匀强磁场， 电子-空穴在静电场和 磁场的双重作用下迅速的分离； 被分离的电了和空穴由电极 16、 17收集， 输 出到电池外， 形成电流。 方案可以是上述的单股光纤模式， 也可以是多股光 纤模式。
图 32是本发明实施例提供的符合圆形空心光纤光伏单股太阳能发电 2的 示意图。
本发明创新装置包括单色光.聚光后的光线传输光纤 13、 正电荷电极 16、 负电荷电极 1 7、 ·产生横穿光纤的磁场的磁铁】9、 空心光纤 （光纤） 20、 P型 层 N-半导体、 N型层 P+半导体。
其中单色光聚光后的光线传输光纤 13、 空心光纤 （光纤） 20的横截面为圆 形， 空心光纤 （光纤） 20周围的 P型层 N-半导体、 N型层 P+半导体以及产 生横穿光纤的磁场的磁铁 19也是根据空心光纤 （光纤） 20的形状而分布。 单色光聚光后的光线传输光纤 1 3将图 2所述的分光部分产生的单色光导入 到发电部分的空心光纤（光纤） 20中， 在空心光纤（光纤） 20的周围安装有 一圈 N型层 P+半导体材料， N型层 P+半导体材料与空心光纤 （光纤） 20接 触的一面安装有电极， 在 N型层 P+半导体材料周围安装有一圈 P型层 N-半 导体材料， 在 P型层 N-半导体材料的周围安装有电极， 在电极的外层安装有 一圈产生横穿光纤的磁场的磁铁 19。
发电部分的结构为从外层到中心分别为产生横穿光纤的磁场的磁铁 19、 P 型层电极 16、 P型半导体、 N型半导体、 N型层电极 17、 入射光增透膜 21、 空心光纤 （光纤） 20。
经过聚光部分和分光部分处理的光以光的运行轨迹 22 由单色光聚光后 的光线传输光纤 】3传送到空心光纤 （光纤） 20, 当光波被 N型半导体通过 光伏效应并将其快速的捕获， 激发出大量的电子-空穴对。 电极与外部的电池 连接形成回路， 两电极板之间形成静电场， 最外层安装产生横穿光纤的磁场 的磁铁 19、 使空心光纤 （光纤） 20 中产生匀强磁场， 电子-空穴在静电场和 磁场的双重作用下迅速的分离； 被分离的电了和空穴由电极】6、 17收集， 输 出到电池外， 形成电流。 方案可以是上述的单股光纤模式， 也可以是多股光 纤模式。
图 33是本发明实施例提供的符合 H 区域放大图的示意图。 本发明创新 装置包括正电荷电极 16、 负电荷电极 17、 产生横穿光纤的磁场的磁铁 19、 空心光纤 （光纤） 20、 P型层 N-半导体、 N型层 P+半导体。
发电部分的结构为从外层到中心分别为产生横穿光纤的磁场的磁铁 19、 P 型层电极 16、 P型半导体、 N型半导体、 N型层电极 17、 入射光增透膜 21、 空心光纤 （光纤） 20。
说明： 对于空心光纤光伏发电图 25、 图 26、 图 27、 图 28、 图 29、 图 30、 图 31、 图 32、 图 33 中所涉及的空心光纤只是为本发明创新的一种， 也可以 是其他种类的光纤， 这个而只是为了叙述的方便， 在实施过程中空心光纤由 于在光通过时损耗相对其他光纤小得多。
对于空心光纤光伏发电图 25、 图 26、 图 27、 图 28、 图 29、 图 30、 图 3 1、 图 32、 图 33 中所涉及的发电方式可以是上述的单股光纤模式， 也可以 是多股光纤模式。
二、 太阳能光纤光磁发电
图 1是本发明实施例提供的符合聚光部分的示意图
本发明创新装置包括第一级光线聚光器（透镜） 】、 入射光通道（光纤或 自然通道） 2、 聚光后的光线通道 （光纤或自然通道） 3、 聚光后的光线传输 光纤 4、 第一级光线聚光的真空环境 5、 第一级光线聚光的真空箱 6。
其中入射光通道 （光纤或自然通道） 2 接收到太阳光后， 将入射光通过 此通道输送给第一级光线聚光器（透镜）1 ,入射光经过第一级光线聚光器（透 镜） 】 的聚焦作用后， 聚集的入射光被传送到聚光后的光线通道 （光纤或自 然通道） 3中， 然后入射光再经过聚光后的光线传输光纤 4， 到达分光装置。 入射光通道（光纤或自然通道） 2可以是一种光纤， 与第一级光线聚光器（透 镜） 1 直接相连接组成集采光与聚光为一体的光纤透镜结构， 也可以是将入 射光直接照射到第一级光线聚光器 （透镜） 1上。
第一级光线聚光的真空箱 6, 为第一级光线聚光器 （透镜） 】、 聚光后的 光线通道（光纤或自然通道）3、聚光后的光线传输光纤 4等的固定支撑装置, 也是为聚光部分提供必要的真空环境（第一级光线聚光的真空环境 5 )， 根据 聚光部分结构的不同， 可以不需要提供真空环境。
聚光部分的主要作用是将分散的入射光经过传输聚集后， 是原先比较分 散、 不易传输的入射光更容易、 更便利、 更易控制的传输。
其中入射光的来源可以是太阳光等自然光， 也可以是经过分光装置处理 过的单色光等。
图 2是本发明实施例提供的符合分光部分的示意图。
本发明创新装置包括分光器入射光通道（光纤或自然通道） 7、 分光器 (三棱 镜） 8、 分光阶段的真空环境 9、 分光阶段的真空箱 10、 分光后单色光聚光器 (透镜） 〗】、 单色光聚光后的光线通道 （光纤或自然通道） 】2、 单色光聚光 后的光线传输光纤 13。
其中入射光通过分光器入射光通道 （光纤或自然通道） 7进入分光器 (三 棱镜） 8 , 进入分光器 (三棱镜） 8的入射光进行分光后， 将不同的单色光传输 到各自的分光后单色光聚光器 （透镜） 1 1 中， 将单色光进行聚焦后传输到单 色光聚光后的光线通道 （光纤或自然通道） 12中， 然后再将通过单色光聚光 后的光线通道 （光纤或自然通道） 12传输的单色光传输到单色光聚光后的光 线传输光纤 13 , 最后将入射光传输到达发电部分。
分光器入射光通道 （光纤或自然通道） 7 与图 1 中的聚光后的光线传输 光纤 4直接相连接， 分光器入射光通道 （光纤或自然通道） 7与分光器 (三棱 镜） 8直接相连接， 也可以是断开的， 分光器入射光通道 （光纤或自然通道） 7将其中传输的光射入分光阶段的真空环境 9再经过真空环境进入分光器 (三 棱镜) 8 , 由分光器 (三棱镜) 8分光后的单色光射入真空环境 9 , 再经过真空环 境进入分光后单色光聚光器 （透镜） 】】， 也可以是由分光器 (三棱镜) 8分光后 的单色光射入到与分光器 (三棱镜) 8相接的光纤中， 该光纤与分光后单色光聚 光器 （透镜） 1 1相连接构成光纤透镜样地结构。 单色光聚光后的光线传输光 纤 Π 与分光后单色光聚光器 （透镜） 1 1 的连接为光纤透镜样地结构连接， 也可以是分光后单色光聚光器 （透镜） 1 1将聚焦后的单色光射入真空环境， 然后再进入单色光聚光后的光线传输光纤 13。
分光阶段的真空箱 10 ,为分光器 (三棱镜） 8、分光后单色光聚光器（透镜） 1 1、 单色光聚光后的光线通道 （光纤或自然通道） 12、 单色光聚光后的光线 传输光纤】3等的固定支撑装置， 也是为分光部分提供必要的真空环境（分光 阶段的真空环境 9 )，根据分光部分结构的不同，也可以不需要提供真空环境。
分光部分的主要作用是将入射光经过分光处理后后， 将原先的光分成各 种波长范围的单色光， 根据不同波长的光进行光电的能量转换， 从而可大范 围的提高了太阳能的转换率， 可达 80%以上。
其中入射光的来源可以是直接射入的太阳光等自然光， 也可以是经过聚 光部分聚光装置处理过的光等。
图 34是本发明实施例提供的符合光磁效应太阳能发电原理图的示意图。 本发明创新装置包括导光介质 （光纤） 50、 光子二分之一波长范围内磁 电转化装置 a (线圈） 5 1、 光子二分之一波长范围内磁电转化装置 b (线圏） 52、 光磁效应产生的磁偶极子。
随着光波穿过光纤 50， 绝缘透明的光纤 50会产生会有磁现象， 尤其是 在与入射光的光波的半个波长范围内， 磁现象更加的明显， 在这半个波长范 围内， 伴随着光波的波动， 该区域的磁场的强度出现交替的强弱变化， 这种 磁场交替的强弱变化，正好可利用本发明创新的绝缘光纤 50的外缘设置线圈 51、 52进行磁电的转化， 线圈以入射光的半个波长为单位， 从而替代传统的 半导体太阳能电池，
图 35是本发明实施例提供的符合光磁效应发电部分〗 的示意图
发明创新装置包括导单色光聚光后的光线传输光纤 13、导光介质（光纤） 50、 光子二分之一波长范围内磁电转化装置 a (线圈） 51、 光子二分之一波长 范围内磁电转化装置 b (线圈） 52、 光波整波装置整理后的光波传导光纤 53、 电能传输线路 54。
经过聚光部分和分光部分处理的光波通过单色光聚光后的光线传输光纤 13传送到光波整波装置， 再通过光波整波装置整理后的光波传导光纤 53 的 传送将光传送至导光介质 （光纤） 50中， 在导光介质 （光纤） 50中与入射光 的光波的半个波长长度的范围内磁场的强度出现交替的强弱变化。 导光介质
(光纤） 50的周围安装有半个波长长度为单位的与导光介质（光纤） 50相垂 直的线圈 （光子二分之一波长范围内磁电转化装置 a (线圈） 51 和光子二分 之一波长范围内磁电转化装置 b (线圈） 52 ), 由磁场的强度出现交替的强弱 变化而在光子二分之一波长范围内磁电转化装置 a (线圈） 51 和光子二分之 一波长范围内磁电转化装置 b (线圈） 52 中产生相应的感应电流， 将产生的 电流通过电能传输线路 54传送到能量存储装置中，
对于光子二分之一波长范围内磁电转化装置 a (线圈） 51 和光子二分之 一波长范围内磁电转化装置 Ϊ) (线圈） 52 由于导入发电装置的光波为某个范 围内的光波， 因此光子二分之一波长范围内磁电转化装置 a (线圈） 51 和光 子二分之一波长范围内磁电转化装置 b (线圈） 52有部分的重叠， 有助于磁 电转换过程中减小磁损。
如图 36所示，是本发明实施例提供的符合光磁效应发电部分 2的示意图。 发明创新装置包括导单色光聚光后的光线传输光纤】3、导光介质（光纤）
50、 光子二分之一波长范围内磁电转化装置 a (线圈） 5 1、 光子二分之一波长 范围内磁电转化装置 b (线圈） 52、 光波整波装置整理后的光波传导光纤 53、 电能传输线路 54。
经过聚光部分和分光部分处理的光波通过单色光聚光后的光线传输光纤 13传送到光波整波装置， 再通过光波整波装置整理后的光波传导光纤 53 的 传送将光传送至导光介质 （光纤） 50中， 在导光介质 （光纤） 50中与入射光 的光波的半个波长长度的范围内磁场的强度出现交替的强弱变化。 导光介质 (光纤） 50的周围安装有半个波长长度为单位的与导光介质（光纤） 50相垂 直的线圈 （光子二分之一波长范围内磁电转化装置 a (线圈） 51 和光子二分 之一波长范围内磁电转化装置 b (线圈） 52 ), 由磁场的强度出现交替的强弱 变化而在光子二分之一波长范围内磁电转化装置 a (线圈） 51 和光子二分之 一波长范围内磁电转化装置 b (线圈） 52 中产生相应的感应电流， 将产生的 电流通过电能传输线路 54传送到能量存储装置中，
对于光子二分之一波长范围内磁电转化装置 a (线圈） 51 和光子二分之 一波长范围内磁电转化装置 b (线圈） 52 由于导入发电装置的光波为某个范 围内的光波， 因此光子二分之一波长范围内磁电转化装置 a (线圈） 51 和光 子二分之一波长范围内磁电转化装置 b (线圈） 52有部分的重叠， 有助于磁 电转换过程中减小磁损。
图 37是本发明实施例提供的符合光磁效应发电部分 3的示意图。
发明创新装置包括导单色光聚光后的光线传输光纤 13、导光介质（光纤） 50、 光子二分之一波长范围内磁电转化装置 a (线圈） 51、 光子二分之一波长 范围内磁电转化装置 b (线圈） 52、 光波整波装置整理后的光波传导光纤 53、 电能传输线路 54。 "
经过聚光部分和分光部分处理的光波通过单色光聚光后的光线传输光纤 13传送到光波整波装置， 再通过光波整波装置整理后的光波传导光纤 53 的 传送将光传送至导光介质 （光纤） 50中， 在导光介质 （光纤） 50中与入射光 的光波的半个波长长度的范围内磁场的强度出现交替的强弱变化。 导光介质 (光纤） 50的周围安装有半个波长长度为单位的与导光介质（光纤） 50相垂 直的线圈 （光子二分之一波长范围内磁电转化装置 a (线圈） 5 1 和光子二分 之一波长范围内磁电转化装置 b (线圈） 52 )， 由磁场的强度出现交替的强弱 变化而在光子二分之一波长范围内磁电转化装置 a (线圈） 5 1 和光子二分之 一波长范围内磁电转化装置 b (线圈） 52 中产生相应的感应电流， 将产生的 电流通过电能传输线路 54传送到能量存储装置中，
对于光子二分之一波长范围内磁电转化装置 a (线圈） 51 和光子二分之 一波长范围内磁电转化装置 b (线圈） 52 由于导入发电装置的光波为某个范 围内的光波， 因此光子二分之一波长范围内磁电转化装置 a (线圈） 51 和光 子二分之一波长范围内磁电转化装置 b (线圈） 52有部分的重叠， 有助于磁 电转换过程中减小磁损。
图 38是本发明实施例提供的符合光磁效应发电线圈结构的示意图
发明创新装置包括导光介质 （光纤） 50、 光子二分之一波长范围内磁电 转化装置 a (线圈） 5 1、 光子二分之一波长范围内磁电转化装置 b (线圈） 52。
其中线圈的缠绕与光纤的表面相垂直， 可以为线圈单层同心式、 交叉式、 链式、 在所规定的区域上双式链式等， 也可以是线圈单层同心式缠绕在所规 定的区域上。
对于图 36、 图 37、 图 38所述的电能传输线路输电线路 54与能量存储装 置的正负极相连接， 将能量转换装置产生的电能存储到能量存储装置中， 可 以先将能量转换装置与电容器 （超级电容器） 22相连接， 将能量转换装置中 产生的电能存储到电容器（超级电容器）22中， 然后将电容器（超级电容器） 22 中的电能通过放电再存储到本发明创新的新型飞轮储能电池 24或其他储 能电池 25中。 在电路中为了防止产生的电压低于超级电容 22的电压时， 超 级电容 22向能量转换装置充' '电， 造成能量损耗及能量转换装置的损坏， 需要 在电容器 22 与能量转换装置的之间有一个保护电路 23， 如需要接肖特基二 极管。 当超级电容器 22的电压较低时， 为了防止飞轮储能电池 24或其他储 能电池 25对超级电容 22产生影响， 可以在超级电容 22与飞轮储能电池 24 或其他储能电池 25之间也接一个保护电路 23 , 如二极管等。 （见图 ] 0能量 存储装置）
对于空心光纤光伏发电图 34、 图 35、 图 36、 图 37、 中所涉及的发电方 式可以是上述的单股光纤模式， 也可以是多股光纤模式。
图 39 是本发明实施例提供的符合新型太阳能发电技术的应用总图的示 意图。
发明创新装置包括分光装置 30、 分光后的单色光传导光纤 3 1、 光纤透镜 32、 光纤透镜聚焦后的单色光传导光纤 33、 光纤太阳能发电装置 34、 电力传 输系统 35、 备用能源、 动力系统等。
其中车在运行的过程中，光通过分光装置 30处理后以单色光进入到单色 光传导光纤 3 1 中， 通过单色光传导光纤 3 1 中的传输到光纤透镜 32， 经过光 纤透镜 32的聚焦后， 通过光纤透镜聚焦后的单色光传导光纤 33传输到太阳 能发电装置 34， 太阳能发电装置 34产生的的电能通过电力传输系统 35的传 输， 存储到能量存储系统。 然后再将存储的电能进行整流变压后出输给动力 系统， 从而驱动汽车的运行， 为防止天气等因素对太阳能的影响， 在汽车上 需安装备用能源以防万一。 图 40是本发明实施例提供的符合 M区域放大图的示意图。
发明创新装置包括光纤透镜聚焦后的单色光传导光纤 33、 光纤太阳能发 电装置 34、 太阳能发电装置固定装置 36。
经过光纤透镜 32 的聚焦后， 通过光纤透镜聚焦后的单色光传导光纤 33 传输到太阳能发电装置 34 , 太阳能发电装置 34产生的的电能通过电力传输 系统 35传送到能量存储装置中。 其中太阳能发电装置固定装置 36主要是支 撑固定光纤透镜聚焦后的单色光传导光纤 33、 光纤太阳能发电装置 34 以及 能量存储装置等， 并为这些装置提供一个稳定的运行环境。
图 41 是本发明实施例提供的符合太阳光的采集分光聚焦传输及发电装 置模式图的示意图
发明创新装置包括分光装置 30、 分光后的单色光传导光纤 3】、 光纤透镜 32、 光纤透镜聚焦后的单色光传导光纤 33、 光纤太阳能发电装置 34、 充放电 控制器 37、 储能装置 38、 交流直流转换器 39、 交流负载 40、 直流负载 41。
经分光装置 30处理后以单色光进入到单色光传导光纤 3 1 中， 通过单色 光传导光纤 3 1 中的传输到光纤透镜 32 , 经过光纤透镜 32的聚焦后， 通过光 纤透镜聚焦后的单色光传导光纤 33传输到太阳能发电装置 34， 太阳能发电 装置 34产生的的电能通过电力传输系统 35传输到充放电控制器 37 , 充放电 控制器 37将产生的电能进行整流变压将电能存储到能量存储系统 38中， 同 时充放电控制器 37可以保护传输线路的安全。然后再将存储的电能经过交流 直流转换器 39处理后出输送给交流负载 40和直流负载 41， 从而驱动汽车的 运行。
图 42 是本发明实施例提供的符合新型太阳能发电技术应用的发电部分 的示意图。
本发明创新装置包括单色光聚光后的光线传输光纤 13、 横穿光纤的磁场 14、 单色光聚光后发电阶段光线传输光纤 1 5、 正电荷电极 16、 负电荷电极 】7、 发电阶段电能传输线路 1 8、 产生横穿光纤的磁场的磁铁 19。
其中单色光聚光后发电阶段光线传输光纤 1 5 ,光纤的截面可以是圆形的， 矩形的和其它形状的， 这儿以矩形的为例做以说明， 先将矩形的长定义为上 下两个面， 将矩形的宽定义为左右两个面， 然后在上下两个面安装产生横穿 光纤的磁场的磁铁 19， 使夹在两磁体 19之间的透明半导体光纤 （单色光聚 光后发电阶段光线传输光纤 1 5 )中产生匀强磁场，在左右两个面安装电极板， 正电荷电极 16、 负电荷电极 17 , 电极与外部的电池连接形成回路， 两电极板 之间形成静电场， 电子-空穴在静电场和磁场的作用下分离， 电子集中在一边， 空穴集中在另一边； 被分离的电了和空穴由电极收集， 输出到电池外， 形成 电流。
单色光聚光后的光线传输光纤 13 将经过整理过的光传输到单色光聚光 后发电阶段光线传输光纤 〗5， 单色光聚光后发电阶段光线传输光纤 15 为半 导体材料， 当经过聚光部分和分光部分整理过的光进入半导体后， 由于光生 伏特效应， 半导体由于吸收光子而产生电动势的现象， 物体内的电荷分布状 态发生变化而产生电动势和电流， 同时半导体上下两个面安装产生横穿光纤 的磁场的磁铁 19 , 使夹在两磁体 】9之间的透明半导体光纤 （单色光聚光后 发电阶段光线传输光纤 1 5 ) 中产生匀强磁场， 由于光电磁效应， 半导体受强 光照射并在光照垂直方向外加磁场时， 垂直于光和磁场的半导体两端面之间 产生电势。 从而将入射光通过本装置完全快速的转换为电能。
本发明创新发电装置 （光纤发电系统）是根据光电磁效应和光生伏特效 应进行设计的。 光电磁效应： 半导体受强光照射并在光照垂直方向外加磁场 时， 垂直于光和磁场的半导体两端面之间产生电势的现象称为光电磁效应， 可视之为光扩散电流的霍尔效应。 光生伏打效应是指物体由于吸收光子而产 生电动势的现象， 是当物体受光照时， 物体内的电荷分布状态发生变化而产 生电动势和电流的一种效应。
对于新型太阳能发电技术应用的发电部分可以是本发明的太阳能光纤光 伏发电和太阳能光纤光磁发电任意一种的应用。
以上所述仅是本发明的一种优选实施方式， 应当指出， 对于本技术领域 的普通技术人员来说， 在不脱离本发明技术原理的前提下， 还可以做出若干 改进和变型， 这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。 工业实用性 本发明将太阳光通过聚光结合分光处理后导入发电单元进行能量转换, 可高效、 快速地将太阳能转换成电能， 发电量大且非常环保。

Claims (11)

  1. 权 利 要 求 书
    1、 一种太阳能光纤光伏发电装置， 其特征在于， 包括
    聚光单元、 分光单元和光纤发电单元；
    所述聚光单元用于将入射光进行聚光处理；
    所述分光单元用于将自然光或经聚光单元处理后的光根据光的波长范围 进行分光处理；
    所述发电单元用于将分光单元处理后的光源转化成电能。
  2. 2、 如权利要求〗所述的太阳能光纤光伏发^装置， 其特征在于， 所述聚光单元包括： 第一级光线聚光器、 入射光通道、 聚光后的光线通道、 聚光后的光线传输光纤。
  3. 3、 如权利要求〗所述的太阳能光纤光伏发电装置， 其特征在于， 所述聚 光单元处于真空环境中。
  4. 4、 如权利要求 1所述的太阳能光纤光伏发电装置， 其特征在于， 所述分 光单元包括： 分光器入射光通道、 分光后单色光聚光器、 单色光聚光后的光 线通道和单色光聚光后的光线传输光纤；
    所述分光器入射光通道与聚光后的光线传输光纤相连接；
    单色光是指分光后一定波长或频率范内的光。
  5. 5、 如权利要求】所述的太阳能光纤光伏发电装置， 其特征在于， 发电单 元包括： 单色光聚光后的光线传输光纤、 横穿光纤的磁场、 单色光聚光后发 电阶段光线传输光纤、 正电荷电极、 负电荷电极、 发电阶段电能传输线路和 产生横穿光纤的磁场的磁铁；
    在所述单色光聚光后的光线传输光纤上下表面分别安装产生横穿光纤的 磁场的磁铁， 在所述单色光聚光后的光线传输光纤的两个端部分别安装电极 板， 电极与外部的电池或储能装置连接形成回路。
  6. 6、 如权利要求 1所述的太阳能光纤光伏发电装置， 其特征在于， 所述发 电单元包括单色光聚光后的光线传输光纤、 横穿光纤的磁场、 单色光聚光后 发电阶段光线传输光纤、 正电荷电极、 负电荷电极、 发电阶段电能传输线路、 产生横穿光纤的磁场的磁铁。
  7. 7、 如权利要求〗所述的太阳能光纤光伏发电装置， 其特征在于， 所述发 电单元包括单色光聚光后的光线传输光纤、 发电阶段电能传输线路、 P 型层 N-半导体、 N型层 P-半导体； 所述光纤从中心一分为二， 其中一半为 P型半 导体， 另一半为 N型半导体， 在所述光线传输光纤的上下表面分别安装正电 荷电极板和负电荷电极板， 电极与外部的电池连接形成回路。
  8. 8、 如权利要求 1所述的太阳能光纤光伏发电装置， 其特征在于， 所述发 电单元包括单色光聚光后的光线传输光纤、 正电荷电极、 负电荷电极、 发电 阶段电能传输线路、 P型层 N-半导体、 N型层 P-半导体； 所述光 '纤从中心一 分为二， 其中一半为 P型半导体， 另一半为 N型半导体，
    在所述光线传输光纤上下两个面安装产生横穿光纤的磁场的磁铁， 在所 述光线传输光纤端部分别安装正电荷电极板和负电荷电极板， 电极与外部的 电池连接形成回路。
  9. 9、 如权利要求 ]所述的太阳能光纤光伏发电装置， 其特征在于， 所述发 电单元包括单色光聚光后的光线传输光纤、 正电荷电极、 负电荷电极、 空心 光纤、 光的运行轨迹、 P型层 N-半导体、 N型层 P+半导体；
    单色光聚光后的光线传输光纤分光部分产生的单色光导入到发电部分的 空心光纤中， 在空心光纤的周围安装有一圈 N 型层 P+半导体材料， N型层 P+半导体材料与空心光纤接触的一面安装有电极， 在 N型层 P十半导体材料 周围安装有一圈 P型层 N-半导体材料， 在 P型层 N-半导体材料的周围安装 有电极；
    发电部分的结构为从外层到中心分别为 P型层电极、 P型半导体、 N型 半导体、 N型层电极、 入射光增透膜、 空心光纤。
  10. 10、 如权利要求 1 所述的太阳能光纤光伏发电装置， 其特征在于， 所述 发电单元包括单色光聚光后的光线传输光纤、 正电荷电极、 负电荷电极、 产 生横穿光纤的磁场的磁铁、 空心光纤、 P型层 N-半导体、 N型层 P+半导体； 单色光聚光后的光线传输光纤分光部分产生的单色光导入到发电部分的 空心光纤中， 在空心光纤的周围安装有一圈 N 型层 P+半导体材料， N 型层 P<sub>+</sub>半导体材料与空心光纤接触的一面安装有电极， 在 N型层 P+半导体材料 周围安装有一圈 P型层 N-半导体材料， 在 P型层 N-半导体材料的周围安装 有电极， 在电极的外层安装有一圈产生横穿光纤的磁场的磁铁；
    发电部分的结构为从外层到中心分别为产生横穿光纤的磁场的磁铁、 P 型层电极、 P型半导体、 N型半导体、 N 型层电极、 入射光增透膜、 空心光 纤。
    1 K 如权利要求 〗 所述的太阳能光纤光伏发电装置， 其特征在于， 所述 发电单元包括： 单色光聚光后的光线传输光纤、 导光介质、 第一光子二分之 一波长范围内磁电转化装置、 第二光子二'分之一波长范围内磁电转化装置、 光波整波装置整理后的光波传导光纤、 电能传输线路；
    所述导光介质的周围安装有半个波长长度为单位的与导光介质相垂直的 第一光子二分之一波长范围内磁电转化装置和第二光子二分之一波长范围内 磁电转化装置。
    】2、一种如权利要求】-1 1任一项所述的太阳能光纤光伏发电装置的应用， 其特征在于， 包括分光装置、 分光后的单色光传导光纤、 光纤透镜、 光纤透 镜聚焦后的单色光传导光纤、 光纤太阳能发电装置、 电力传输系统、 备用能 源、 动力系统。
  11. 13、 一种如权利要求 1 -1 1任一项所述的太阳能光纤光伏发电装置所产生 的电能通过传输线路存储到储能装置中。
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