本发明涉及激光,特别是涉及一种激光能量接收方法和能量传输系统。
背景技术:
1、激光无线能量传输系统作为一种新型的无线能源传输方式,具有传输效率高、安全性好、可远距离传输的优点,受到人们的广泛关注。作为激光无线能量传输中的关键器件之一,光伏接收器的转换效率高低直接关系到系统的转换效率和输出功率。
2、目前,常用的光伏接收器的结构方式是平板型结构,也就是通常说的光伏板。然而,由于光伏板使用串并联的结构,当不均匀的高斯分布的激光照射到光伏板上,将导致接收端的每个光伏电池输出的电流、电压和功率都不一致,使系统的输出功率基本上等于输出功率最小的光伏电池,造成了能量在电路中的大量损耗,影响了激光无线能量传输系统的能量转换效率。
3、因此,现有技术有待提高和发展。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种激光能量接收方法和能量传输系统旨在解决现有技术中的激光无线能量传输系统常用的光伏接收器的结构方式是平板型结构,会影响激光无线能量传输系统的能量转换效率的问题。
2、本发明的技术方案如下:提供一种激光能量接收方法,其包括步骤:设置一可旋转的多面体转镜,所述多面体转镜被配置为具有多个反射面;将第一光束沿第一方向输入到旋转的所述多面体转镜的反射面上,第一光束反射形成第一像面;将第二光束沿第二方向输入到旋转的所述多面体转镜的反射面上,第二光束反射形成第二像面,其中,第一方向和第二方向的方向相反;在第一像面和第二像面上设置光伏阵列。
3、本发明的进一步设置,第一光束和第二光束的功率相同。
4、本发明的进一步设置,所述将第一光束沿第一方向输入到旋转的所述多面体转镜的反射面上,反射形成第一像面的步骤,之前包括:设置一激光器,通过所述激光器发射激光光束;将所述激光器发射的激光光束进行准直,并将准直后的激光光束进行分光形成第一光束和第二光束。
5、本发明的进一步设置,所述将所述激光器发射的激光光束进行准直,并将准直后的激光光束进行分光形成第一光束和第二光束的步骤,包括:设置一扩束镜和一分光镜,所述分光镜位于所述扩束镜的输出光路上;将激光光束输入至所述扩束镜进行准直;将准直后的激光光束输入至所述分光镜进行分光形成第一光束和第二光束。
6、本发明的进一步设置,所述将准直后的激光光束输入至所述分光镜进行分光形成第一光束和第二光束的步骤,包括:部分准直后的激光光束通过所述分光镜透射形成第一光束;部分准直后的激光光束通过所述分光镜反射形成第二光束。
7、本发明的进一步设置,所述将第一光束沿第一方向输入到旋转的所述多面体转镜的反射面上的步骤,包括:设置第一反射组件;将第一光束输入通过所述第一反射组件,使第一光束在通过所述第一反射组件后,第一光束与第一方向相互平行。
8、本发明的进一步设置,所述将第二光束沿第二方向输入到旋转的所述多面体转镜的反射面上的步骤,包括:设置第二反射组件;
9、将第二光束输入通过所述第二反射组件,使第二光束在通过所述第二反射组件后,第二光束与第二方向相互平行。
10、基于同样的发明创造,本发明还提供一种基于上述所述的激光能量接收方法的能量传输系统,其包括:可旋转的多面体转镜、激光器、分光镜和光伏阵列,所述多面体转镜具有多个反射面;
11、所述激光器用于发射激光光束,所述分光镜设置在所述激光器的输出光路上,用于将激光光束分光形成第一光束和第二光束;其中,第一光束沿第一方向输入到旋转的所述多面体转镜的反射面上,第一光束反射形成第一像面;第二光束沿第二方向输入到旋转的所述多面体转镜的反射面上,第二光束反射形成第二像面;在第一像面和第二像面上设置有所述光伏阵列。
12、本发明的进一步设置,还包括:扩束镜,所述扩束镜设置在所述激光器的出光光路上,并位于所述激光器和所述分光镜之间,用于对所述激光器输出的激光光束进行准直。
13、本发明的进一步设置,所述光伏阵列包括:多个相互串联的光伏电池。
14、有益效果:本发明公开了一种激光能量接收方法和能量传输系统。激光能量接收方法包括步骤:设置一可旋转的多面体转镜,所述多面体转镜被配置为具有多个反射面;将第一光束沿第一方向输入到旋转的所述多面体转镜的反射面上,第一光束反射形成第一像面;将第二光束沿第二方向输入到旋转的所述多面体转镜的反射面上,第二光束反射形成第二像面,其中,第一方向和第二方向的方向相反;在第一像面和第二像面上设置光伏阵列。
15、在本发明激光能量接收方法中,第一像面和第二像面上设置有光伏阵列,所述多面体转镜通过反射第一光束和第二光束会持续对所述光伏阵列进行扫描,在多面体转镜上,形成了两个弧形的光伏接收面,显著的提高了光伏接收面的面积,达到提高传输激光的能量,从而提高整体的输出功率的效果。
16、并且,通过高速旋转的多面体转镜对第一光束和第二光束进行反射,使得多面体转镜可以对光伏阵列进行扫描,使得光伏阵列中的每块光伏电池都可以获得相同的光照度,相应的也就产生了相同的光生电流和电压,那么将每块光伏电池串联的光伏阵列就不会存在电路损耗,进一步达到了提高整体的输出功率的效果。
1.一种激光能量接收方法,其特征在于,包括步骤:
2.根据权利要求1所述的激光能量接收方法,其特征在于,第一光束和第二光束的功率相同。
3.根据权利要求2所述的激光能量接收方法,其特征在于,所述将第一光束沿第一方向输入到旋转的所述多面体转镜的反射面上,反射形成第一像面的步骤,之前包括:
4.根据权利要求3所述的激光能量接收方法,其特征在于,所述将所述激光器发射的激光光束进行准直,并将准直后的激光光束进行分光形成第一光束和第二光束的步骤,包括:
5.根据权利要求4所述的激光能量接收方法,其特征在于,所述将准直后的激光光束输入至所述分光镜进行分光形成第一光束和第二光束的步骤,包括:
6.根据权利要求3所述的激光能量接收方法,其特征在于,所述将第一光束沿第一方向输入到旋转的所述多面体转镜的反射面上的步骤,包括:
7.根据权利要求3所述的激光能量接收方法,其特征在于,所述将第二光束沿第二方向输入到旋转的所述多面体转镜的反射面上的步骤,包括:
8.一种基于权利要求1至7任一项所述的激光能量接收方法的能量传输系统,其特征在于,包括:可旋转的多面体转镜、激光器、分光镜和光伏阵列,所述多面体转镜具有多个反射面;
9.根据权利要求8所述的能量传输系统,其特征在于,还包括:扩束镜,所述扩束镜设置在所述激光器的出光光路上,并位于所述激光器和所述分光镜之间,用于对所述激光器输出的激光光束进行准直。
10.根据权利要求8所述的能量传输系统,其特征在于,所述光伏阵列包括:多个相互串联的光伏电池。
