CN108667160A - 一种用于共享杆塔的超导激光无线供电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种用于共享杆塔的超导激光无线供电装置，包括：激光发射器、激光矩阵以及光伏板，其中：所述激光矩阵设置有激光通道，所述激光发射器的激光输出端与所述激光矩阵的激光通道入口固定连接，所述激光矩阵的激光通道的出口正对所述光伏板接受激光光信号的一面。本申请通过将激光发射器直接与超特高压输电线路连接，将电能转化为光能，激光发射器中产生的激光，再通过激光矩阵进行分散，将激光发射至光伏板上，光伏板将光能转为电能，激光具有单色性好、亮度高、相干性好等其它光源没有的特性，通过光伏板将光能转化为电能的效率高，从而实现为加挂在电力杆塔上的其它行业的装置进行无线供电。
Description
技术领域
本申请涉及无线供电通信技术领域，尤其涉及一种用于共享杆塔的超导激光无线供电装置。
背景技术
长期以来电力杆塔主要用于电力行业的电能传输、运行维护、状态监测等，超特高压的交流和直流输电线路均在500kV至1000kV之间，由于输电线路的电压等级较高，为保证输电线路周围环境的安全性，电力杆塔的高度通常在几十米到百米之间。
近些年来，随着共享经济的兴起，共享成为整个社会集约化的必然趋势，而电力杆塔由于分布面积广、地域辽阔，对于其它非电力行业的使用、应用具有借鉴作用。而在当前，在电力杆塔上加挂其它行业的监测、观察等装置已经成为可能，但是此检测、观察等装置无法使用输电线路的超高电压进行直接供电，因此还另需在电力杆塔上加挂供电装置为其提供电能。
综上所述，如何为加挂在电力杆塔上的其它行业的检测、观察等装置使用超特高压电直接供电是亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供了一种用于共享杆塔的超导激光无线供电装置，以解决超特高压输电线路可直接对加挂在电力杆塔上的其他行业的装置进行无线供电的技术问题。
为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：
一种用于共享杆塔的超导激光无线供电装置，包括：激光发射器、激光矩阵以及光伏板，其中：
所述激光矩阵设置有激光通道，所述激光发射器的激光输出端与所述激光矩阵的激光通道入口固定连接；
所述激光矩阵的激光通道的出口正对所述光伏板接受激光光信号的一面。
优选地，所述激光发射器包括超导储能器、超导电子约束器以及自由电子激光发生器，所述超导储能器的输出端与所述超导电子约束器的输入端电连接，所述超导电子约束器的输出端与所述自由电子激光发生器的输入端电连接；所述自由电子激光发生器的输出端与所述激光矩阵的激光通道入口固定连接。
优选地，还包括高温激光窗，所述高温激光窗固定连接在所述激光矩阵的激光通过通道中。
优选地，所述光伏板的表面涂覆有防灼伤涂覆层。
优选地，所述激光发射器的激光输出端的外壁与所述激光矩阵的激光通道入口的内壁固定连接。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
本发明提供了一种用于共享杆塔的超导激光无线供电装置，包括：激光发射器、激光矩阵以及光伏板，用于超特高压输电线路直接为加挂在电力杆塔上的其它行业的装置进行无线供电。具体的，首先将所述激光发射器的输入端直接连接在所述超特高输电线路中，目前由于超特高压输电线路的能量密度较低，因此利用激光发射器累积和聚集高密度的自由电子和电荷，将能量密度增强，承载大功率自由电子产生电子崩，电子崩激发大量光子的作用，产生激光，由于输出的激光是单频光，能量过于集中，为将激光分散，将所述激光发射器的输出端与所述激光矩阵上设置的激光通道入口固定连接，然后将所述激光矩阵的激光通道的出口正对光伏板接受激光光信号的一面，将能量集中的单频激光通过激光矩阵分散，经激光矩阵分散后的激光输送至光伏板上，使得激光在光伏板上的作用面积增大，激光通过光伏板的作用将光能转化为电能，转化后的电能为加挂在电力杆塔上的其它行业的装置进行供电。
本申请提供的一种用于共享杆塔的超导激光无线供电装置，将激光发射器直接串联在超特高压输电线路中，将电能转化为激光能，然后将激光通过激光矩阵进行分散。其中激光矩阵的作用主要有两方面，一方面可以将能量集中的单频激光分散，减小能量集中的单频激光对光伏板的伤害，另一方面也可以增大激光与光伏板的接触面积，增大光电转化的效率，分散后的激光能输送至光伏板上。因为激光具有单色性好、亮度高、相干性好等其它光源没有的特性，所以通过光伏板将光能转化为电能的效率高，从而实现为加挂在电力杆塔上的其它行业的装置进行无线供电。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种用于共享杆塔的超导激光无线供电装置的结构示意图；
附图标记说明：1-激光发射器，11-超导储能器，12-超导电子约束器，13-自由电子激光发生器，2-激光矩阵，3-光伏板，4-高温激光窗。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
参见图1为本申请实施例提供的一种用于共享杆塔的超导激光无线供电装置的结构示意图。
下面根据附图对本申请的具体实施方式做一个详细的说明。
由图1所示，在本申请实施例中，一种用于共享杆塔的超导激光无线供电装置，用于为加挂在电力杆塔上的其它行业的提供电能，包括：激光发射器1、激光矩阵2以及光伏板3，其中：所述激光矩阵2设置有激光通道，所述激光发射器1的激光输出端与所述激光矩阵2的激光通道入口固定连接；所述激光矩阵2的激光通道的出口正对所述光伏板3接受激光光信号的一面。
具体地，首先将所述激光发射器1的输入端直接连接在所述超特高输电线路中，目前由于超特高压输电线路的能量密度较低，因此利用激光发射器1累积和聚集高密度的自由电子和电荷，将能量密度增强，承载大功率自由电子产生电子崩，电子崩激发大量光子的作用，产生激光，由于输出的激光是单频光，能量过于集中，为将激光分散，将所述激光发射器1的输出端与所述激光矩阵2上设置的激光通道入口固定连接，然后将所述激光矩阵2的激光通道的出口正对光伏板3接受激光光信号的一面，将能量集中的单频激光通过激光矩阵2分散，经激光矩阵2分散后的激光输送至光伏板3上，使得激光在光伏板3上的作用面积增大，激光通过光伏板3的作用将光能转化为电能，转化后的电能为加挂在电力杆塔上的其它行业的装置进行供电。本申请提供的一种用于共享杆塔的超导激光无线供电装置，将激光发射器1直接串联在超特高压输电线路中，将电能转化为激光能，然后将激光通过激光矩阵2进行分散，其中激光矩阵2的作用主要有两方面，一方面可以将能量集中的单频激光分散，减小能量集中的单频激光对光伏板3的伤害，另一方面也可以增大激光与光伏板3的接触面积，增大光电转化的效率，分散后的激光能输送至光伏板3上，激光具有单色性好、亮度高、相干性好等其它光源没有的特性，通过光伏板3将光能转化为电能的效率高，从而实现为加挂在电力杆塔上的其它行业的装置进行无线供电。
在本申请实施例中，所述激光发射器1包括超导储能器11、超导电子约束器12以及自由电子激光发生器13，所述超导储能器11的输出端与所述超导电子约束器12的输入端电连接，所述超导电子约束器12的输出端与所述自由电子激光发生器13的输入端电连接，所述自由电子激光发生器13的输出端与所述激光矩阵2的激光通道入口固定连接。
具体地，激光发射器1直接与超特高压输电线路连接，其中激光发射器1中的超导储能器11与超特高压输电线路直接连接，利用超导储能器11的低温空间累积和聚集大量的自由电子和电荷。超导储能器11的低温空间有限，将超导储能器11中累积和聚集的大量的自由电子和电荷输送至超导电子约束器12中，超导电子约束器12将大量的自由电子和电荷在1-100ns的时间内发射至自由电子激光发生器13中，发射至自由电子激光发生器13中的大量的自由电子和电荷具有较大的能量，互相碰撞进而产生电子崩，电子崩激发大量光子的作用，产生激光，激光由自由电子激光发生器13的出口端输出。
在本申请实施例中，激光是单频光，能量集中。为避免将光伏板产生破坏，同时也为激光与光伏板3的接触面积增大以提高光能转变为电能的效率，需要对激光进行分散，因此在激光发射器1的激光输出端设置有激光矩阵2。激光矩阵2内设置有激光通道以供激光通过，同时也对激光进行分散，但是激光的能量高，为避免激光对激光矩阵2的产生灼伤而破坏，在激光矩阵2内设置有高温激光窗4。所述高温激光窗4固定连接在所述激光矩阵2的激光通过通道中，激光通过时，高温激光窗4避免对激光矩阵2产生破坏，同时高温激光窗4可根据接受激光信号的光伏板3所在方向，而对激光发射的方向及其能量参数进行调整。
在本申请实施例中，激光束能量集中，光伏板3接受激光束后，会产生很高的热量，为避免激光对光伏板3的破坏，在所述光伏板3的表面涂覆有光吸收率较高的防灼伤涂覆层，使得激光束在既不破坏光伏板3表面材料的同时又不影响光伏板3对激光的吸收。
在本申请实施例中，激光发射器1发射的激光通过激光矩阵2进行分散，以避免激光能量过于集中，激光发射器1的激光输出端与激光矩阵2上的激光通道的激光入口固定连接，由于激光具有的很强的能量，为避免激光在激光发射器1与激光矩阵2的连接处产生泄露，而对超导激光无线供电装置的其他部件以及超特高压输电线路产生破坏，因此将所述激光发射器1的激光输出端的外壁与所述激光矩阵2的激光通道入口的内壁固定连接，使得激光发射器1的激光输出端位于激光矩阵2内部的激光通道中，避免激光的泄露。
由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。
需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。
以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。
Claims (5)
1.一种用于共享杆塔的超导激光无线供电装置，其特征在于，包括：激光发射器(1)、激光矩阵(2)以及光伏板(3)，其中：
所述激光矩阵(2)设置有激光通道，所述激光发射器(1)的激光输出端与所述激光矩阵(2)的激光通道入口固定连接；
所述激光矩阵(2)的激光通道的出口正对所述光伏板(3)接受激光光信号的一面。
2.根据权利要求1所述的用于共享杆塔的超导激光无线供电装置，其特征在于，所述激光发射器(1)包括超导储能器(11)、超导电子约束器(12)以及自由电子激光发生器(13)，所述超导储能器(11)的输出端与所述超导电子约束器(12)的输入端电连接，所述超导电子约束器(12)的输出端与所述自由电子激光发生器(13)的输入端电连接；
所述自由电子激光发生器(13)的输出端与所述激光矩阵(2)的激光通道入口固定连接。
3.根据权利要求1所述的用于共享杆塔的超导激光无线供电装置，其特征在于，还包括高温激光窗(4)，所述高温激光窗(4)固定连接在所述激光矩阵(2)的激光通过通道中。
4.根据权利要求1所述的用于共享杆塔的超导激光无线供电装置，其特征在于，所述光伏板(3)的表面涂覆有防灼伤涂覆层。
5.根据权利要求1所述的用于共享杆塔的超导激光无线供电装置，其特征在于，所述激光发射器(1)的激光输出端的外壁与所述激光矩阵(2)的激光通道入口的内壁固定连接。
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