RU2627565C1 - Оптопара с катадиоптрической линзой - Google Patents
Оптопара с катадиоптрической линзой Download PDFInfo
- Publication number
- RU2627565C1 RU2627565C1 RU2016127916A RU2016127916A RU2627565C1 RU 2627565 C1 RU2627565 C1 RU 2627565C1 RU 2016127916 A RU2016127916 A RU 2016127916A RU 2016127916 A RU2016127916 A RU 2016127916A RU 2627565 C1 RU2627565 C1 RU 2627565C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catadioptric
- lens
- nozzle
- optocoupler
- spherical mirror
- Prior art date
Links
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/12—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Изобретение предназначено для преобразования световой энергии в электрическую. Оптопара содержит источник света в виде шаровой ксеноновой лампы, фотопреобразователь в виде батареи солнечных элементов и корпус в виде трубы из диэлектрического материала, на внешней боковой поверхности которого имеются распределители потенциала. В оптопару дополнительно включены сферическое зеркало и линза с катадиоптрической насадкой. Сферическое зеркало, линза с катадиоптрической насадкой и батарея солнечных элементов расположены на одной оптической оси, совпадающей с осью корпуса, выполненного в виде трубы, в одном торце трубы расположена линза с катадиоптрической насадкой, сферическое зеркало и шаровая ксеноновая лампа, расположенная между сферическим зеркалом и линзой с катадиоптрической насадкой. Во втором торце расположена батарея солнечных элементов. Технический результат - расширение технологических возможностей оптопары путем увеличения ее мощности и электрической прочности. 1 ил.
Description
Изобретение относится к технике преобразования световой энергии в электрическую.
Известна резистивная оптопара, состоящая из источника света, фотопреобразователя и корпуса, между которыми имеется оптическая связь и обеспечена электрическая изоляция. В качестве фотопреобразователя в этой оптопаре используется фоторезистор или полупроводниковый резистор. Источником света в резистивной оптопаре может служить сверхминиатюрная лампочка накаливания (Иванов В.И. Полупроводниковые оптоэлектронные приборы: Справочник / В.И. Иванов, А.И. Аксенов, A.M. Юшин - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Энергоатоиздат, 1989. - 448 с, с. 309.
Это устройство обладает низкой выходной мощностью из-за использования источника света с малой мощностью и фотопреобразователя, рассчитанного на преобразования светового излучения малой мощности и низкой электрической прочности из-за малого расстояния между источником света и фотопреобразователем.
Техническим результатом изобретения является расширение технологических возможностей оптопары путем увеличения ее мощности и электрической прочности.
Задача, на решение которой направлено техническое решение, достигается тем, что в оптопаре с катадиоптрической линзой, содержащей источник света, фотопреобразователь, корпус, в качестве источника света использована шаровая ксеноновая лампа, в качестве фотопреобразователя батарея солнечных элементов, корпус выполнен в виде трубы из диэлектрического материала, на внешней боковой поверхности которого имеются распределители потенциала, дополнительно включены сферическое зеркало и линза с катадиоптрической насадкой, сферическое зеркало, линза с катадиоптрической насадкой и батарея солнечных элементов расположены на одной оптической оси, совпадающей с осью корпуса, выполненного в виде трубы, в одном торце трубы расположена линза с катадиоптрической насадкой, сферическое зеркало и шаровая ксеноновая лампа, а во втором торце - батарея солнечных элементов, а шаровая ксеноновая лампа расположена между сферическим зеркалом и линзой с катадиоптрической насадкой.
На чертеже показана предлагаемая оптопара с катадиоптрической линзой.
Она содержит шаровую ксеноновую лампу 1, зеркало 2, линзу с катадиоптрической насадкой 3, корпус 4, батарею солнечных элементов 5.
Зеркало 2 и линза 3 с катадиоптрической насадкой расположены на одной оптической оси, совпадающей с осью корпуса 4, выполненного в виде трубы, в одном торце которого расположена линза 3 с катадиоптрической насадкой, а во втором торце батарея солнечных элементов 5, а лампа 1 расположена между сферическим зеркалом 2 и линзой 3 с катадиоптрической насадкой.
При отсутствии электрического тока через шаровую ксеноновую лампу 1 на выходе батареи солнечных элементов 5 отсутствует электрический ток.
При прохождении электрического тока через шаровую ксеноновую лампу 1 оптическое излучение от нее поступает на батарею солнечных элементов 5. В батарее солнечных элементов 5 световое излучение преобразовывается в электрический ток и через выводы батареи солнечных элементов передается далее потребителю.
Стрелками показан ход световых лучей.
Увеличение электрической прочности оптопары достигается за счет того, что благодаря предлагаемой конструкции оптопары увеличивается расстояние между источником света, в качестве которого используется шаровая ксеноновая лампа 1, и ее фотопреобразователем, в качестве которого используется батарея солнечных элементов 5.
Увеличение выходной мощности оптопары достигается за счет использования в ее составе в качестве источника света шаровой ксеноновой лампы 1, а в качестве фотопреобразователя батареи солнечных элементов 5.
При мощности ксеноновой лампы 150 Вт, при КПД преобразовании излучения лампы солнечными элементами ~ 70% мощность электрического тока на выходе оптопары может быть ~ 80 Вт с учетом потерь, возникающих при передаче оптического излучения от шаровой ксеноновой лампы к батарее солнечных элементов. Для этого в качестве солнечных элементов, прежде всего, могут быть использованы многослойные структуры, обеспечивающие каскадное преобразование оптического излучения. Для этих целей могут быть использованы трех- и четырехкомпонентные соединения элементов III и V групп Периодической системы. Кроме того, могут быть использованы гетероструктуры с вариозной базой, когда на выходе создается широкозонное окно, соответствующее максимальной ширине спектра преобразовываемого излучения, а база имеет переменное по глубине значение 
(благодаря плавному изменению состава, уменьшающегося по мере углубления). Такие структуры можно получить, используя двойные, тройные и четвертные соединения на базе компонент, входящих в состав GaAs [Кирин И.Г. Потери энергии в источниках вторичного электропитания с системами гальванической развязки «Источник оптического излучения фотоэлектрический преобразователь» / Кирин И.Г. // Интеллект. Инновации. Инвестиции. 2014. № 4. - С. 153-157]:
Таким образом, по сравнению с прототипом, заявленная оптопара обладает более высокой выходной мощностью и более высокой электрической прочностью.
Claims (1)
- Оптопара с катадиоптрической линзой, содержащая источник света, фотопреобразователь, корпус, отличающаяся тем, что в качестве источника света использована шаровая ксеноновая лампа, в качестве фотопреобразователя - батарея солнечных элементов, корпус выполнен в виде трубы из диэлектрического материала, на внешней боковой поверхности которого имеются распределители потенциала, дополнительно включены сферическое зеркало и линза с катадиоптрической насадкой, сферическое зеркало, линза с катадиоптрической насадкой и батарея солнечных элементов расположены на одной оптической оси, совпадающей с осью корпуса, выполненного в виде трубы, в одном торце трубы расположена линза с катадиоптрической насадкой, сферическое зеркало и шаровая ксеноновая лампа, а во втором торце - батарея солнечных элементов, а шаровая ксеноновая лампа расположена между сферическим зеркалом и линзой с катадиоптрической насадкой.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016127916A RU2627565C1 (ru) | 2016-07-11 | 2016-07-11 | Оптопара с катадиоптрической линзой |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016127916A RU2627565C1 (ru) | 2016-07-11 | 2016-07-11 | Оптопара с катадиоптрической линзой |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2627565C1 true RU2627565C1 (ru) | 2017-08-08 |
Family
ID=59632391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016127916A RU2627565C1 (ru) | 2016-07-11 | 2016-07-11 | Оптопара с катадиоптрической линзой |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2627565C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2670706C1 (ru) * | 2017-12-29 | 2018-10-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" | Оптопара с эллипсоидальным отражателем |
| RU2672784C1 (ru) * | 2017-12-29 | 2018-11-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" | Оптопара с трубчатой ксеноновой лампой |
| RU2752615C1 (ru) * | 2021-02-01 | 2021-07-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Оренбургский государственный университет» | Оптопара с полупроводниковым лазером |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5669607A (en) * | 1979-11-09 | 1981-06-11 | Mitsubishi Electric Corp | Photocoupler |
| US5408563A (en) * | 1993-07-28 | 1995-04-18 | Beland; Robert | High efficiency/high voltage optocoupler |
| RU2261502C1 (ru) * | 2004-02-05 | 2005-09-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт ГИРИКОНД" | Фотолюминесцентный излучатель, полупроводниковый фотоэлемент и оптрон на их основе |
| US20120082413A1 (en) * | 2009-02-05 | 2012-04-05 | Edith Cowan University | An optical connection system |
| WO2016000923A1 (en) * | 2014-07-03 | 2016-01-07 | Firecomms Limited | An optocoupler and components thereof |
-
2016
- 2016-07-11 RU RU2016127916A patent/RU2627565C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5669607A (en) * | 1979-11-09 | 1981-06-11 | Mitsubishi Electric Corp | Photocoupler |
| US5408563A (en) * | 1993-07-28 | 1995-04-18 | Beland; Robert | High efficiency/high voltage optocoupler |
| RU2261502C1 (ru) * | 2004-02-05 | 2005-09-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт ГИРИКОНД" | Фотолюминесцентный излучатель, полупроводниковый фотоэлемент и оптрон на их основе |
| US20120082413A1 (en) * | 2009-02-05 | 2012-04-05 | Edith Cowan University | An optical connection system |
| WO2016000923A1 (en) * | 2014-07-03 | 2016-01-07 | Firecomms Limited | An optocoupler and components thereof |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2670706C1 (ru) * | 2017-12-29 | 2018-10-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" | Оптопара с эллипсоидальным отражателем |
| RU2672784C1 (ru) * | 2017-12-29 | 2018-11-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" | Оптопара с трубчатой ксеноновой лампой |
| RU2670706C9 (ru) * | 2017-12-29 | 2018-11-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" | Оптопара с эллипсоидальным отражателем |
| RU2752615C1 (ru) * | 2021-02-01 | 2021-07-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Оренбургский государственный университет» | Оптопара с полупроводниковым лазером |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2627565C1 (ru) | Оптопара с катадиоптрической линзой | |
| US20090314347A1 (en) | Solar multistage concentrator, and greenhouse | |
| EA201001707A1 (ru) | Преобразователь электромагнитного излучения и батарея | |
| CN103888051A (zh) | 全息聚光分光太阳能发电模块 | |
| WO2015025224A3 (en) | Opto-electronic unit composed of an opto-photonic platform for light processing, photonic converters and one or more light-to-electricity converters to form a solar light converter | |
| RU2618964C1 (ru) | Оптопара с шаровой лампой | |
| KR101741075B1 (ko) | 태양광 인버터 | |
| RU2672784C1 (ru) | Оптопара с трубчатой ксеноновой лампой | |
| RU2670706C9 (ru) | Оптопара с эллипсоидальным отражателем | |
| RU2633934C1 (ru) | Оптопара | |
| Zhou et al. | Optimized LED-based optical wireless power transmission system configuration for compact IoT | |
| RU2752615C1 (ru) | Оптопара с полупроводниковым лазером | |
| FR3020221B1 (fr) | Module de stockage d'energie electrique pour dispositif de conversion d'energie photovoltaique en energie electrique | |
| US20120260963A1 (en) | Protective container | |
| EA201900377A1 (ru) | Преобразователь ионизирующих излучений с сетчатой объемной структурой и способ его изготовления | |
| CN203349166U (zh) | 太阳光模拟器 | |
| US9236517B2 (en) | Solar concentrator assembly having a converging element to converge the multiple light beams with different wavelengths from a sunlight splitting element | |
| RU122526U1 (ru) | Концентратор световой энергии для солнечных батарей | |
| Emelyanov et al. | Photovoltaic optical sensors for high-power conversion and information transmission | |
| US8513833B2 (en) | Circuit limiting an absolute voltage difference between electrical paths of photovoltaic dies | |
| PL413696A1 (pl) | Moduł fotowoltaiczny | |
| US20130277784A1 (en) | Solar energy gathering device | |
| Mathur et al. | TPXSIM: a modeling tool for high efficiency thermophotovoltaic systems | |
| Correia et al. | Luminescent solar concentrators based on plastic optical fibers | |
| Vicente et al. | Development of a solid-state solar simulator to test PV modules |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180712 |