太陽能雷射發電裝置的製作方法

2024-04-12 05:25:05 2

本發明涉及能源領域，特別涉及一種太陽能雷射發電裝置。

背景技術：

現有太陽能發電裝置通過太陽的直接照射將太陽能轉化成電能，然而現有的太陽能發電裝置在陰天及夜晚時候無法發電，存在發電局限性大，體積大、必須設置在太陽照射處等缺點。

技術實現要素：

本發明的目的在於：提供一種可全天候發電、攜帶便捷、無汙染、壽命長的太陽能雷射發電裝置。

本發明通過如下技術方案實現：本發明包括供能裝置、光學增幅裝置、冷卻發電系統及太陽能發電系統、蓄電裝置；

所述光學增幅裝置由兩個及以上充氣式雷射管構成，充氣式雷射管呈Z形排列，最下方的充氣式雷射管由電激勵產生雷射，其餘的充氣式雷射管由雷射激勵產生雷射；

所述供能裝置與充氣式雷射管連接並為最下方的充氣式雷射管提供產生雷射的電能，光學增幅裝置所產生雷射通過太陽能發電系統轉化成電能並儲存在蓄電裝置內；

所述冷卻發電系統包括冷卻箱、儲液箱、半導體熱電製冷器、半導體溫差發電器、轉軸發電機、冷卻管；光學增幅裝置置於冷卻箱內，冷卻管、儲液箱、單向閥門依序連接，冷卻管的始端連接於冷卻箱，單向閥門的末端也連接於冷卻箱，冷卻管、儲液箱、單向閥門、冷卻箱形成閉合循環迴路；所述轉軸發電機設在冷卻管上，半導體熱電製冷器分別與冷卻管和冷卻箱相連，半導體溫差發電器同樣分別與冷卻管和冷卻箱相連，供能裝置或蓄電裝置與半導體熱電製冷器連接並提供電能，轉軸發電機及半導體溫差發電器與蓄電裝置連接並將產生的電能通過電路儲存在蓄電裝置內。

較之前技術而言，本發明的有益效果為：

1、由於光源是來自雷射人工製造產生的雷射因而可不受自然因素限制，陰天和晚上也可以發電，做到24小時發電；

2、可取代公用電，能讓每家每戶都有自己的電源供給處；

3、可代替傳統燃料，減輕資源消耗，其發電過程不產生汙染，不會對環境產生影響，促進低炭生活；

4、小型化後可作便攜電源，最後蓄電裝置能夠為供電裝置提供能量，因而無需進行充電。

5、光學共振腔不損壞可重複充氣使用，壽命長久。

附圖說明

圖1為本發明示意圖。

標號說明：1-供能裝置、2-太陽能發電系統、3-蓄電裝置、4-充氣式雷射管、5-冷卻箱、6-儲液箱、7-半導體熱電製冷器、8-半導體溫差發電器、9-轉軸發電機、10-冷卻管、11-單向閥門、12-充氣閥、13-水箱、14-遮擋物、15-凸透鏡、16-凹透鏡。

具體實施方式

下面結合附圖說明對本發明做詳細說明：

如圖1所示，本發明包括供能裝置1、光學增幅裝置、冷卻發電系統及太陽能發電系統2、蓄電裝置3；

所述光學增幅裝置由兩個及以上充氣式雷射管4構成，充氣式雷射管4呈Z形排列，最下方的充氣式雷射管4由電激勵產生雷射，其餘的充氣式雷射管4由雷射激勵產生雷射；充氣式雷射管4射出口處設有凹透鏡16。充氣式雷射管4射出的雷射經過凹透鏡16集中使雷射變更強，凹透鏡16的焦點在反射鏡上，聚集後的雷射通過充氣式雷射管4射出口一端面的反射鏡的反射經由射出口射出。

這裡充氣式雷射管4的功率從底到高依次向上排列。底功率的充氣式雷射管4與高功率充氣式雷射管4之間要形成一定度角角度越小越好但不能做成平行且雷射射線要避開高功率充氣式雷射管4的射出口，低功率的充氣式雷射管4射出口緊貼在高功率充氣式雷射管4的管壁上，使雷射直接照射在雷射管內而不用通過冷卻劑。

所述供能裝置1與充氣式雷射管4連接並為最下方的充氣式雷射管4提供產生雷射的電能，光學增幅裝置所產生雷射通過太陽能發電系統2轉化成電能並儲存在蓄電裝置3內；

所述冷卻發電系統包括冷卻箱5、儲液箱6、半導體熱電製冷器7、半導體溫差發電器8、轉軸發電機9、冷卻管10、單向閥門11；光學增幅裝置置於冷卻箱5內，冷卻管10、儲液箱6、單向閥門11依序連接，冷卻管10的始端連接於冷卻箱5，單向閥門11的末端也連接於冷卻箱5，冷卻管10、儲液箱6、單向閥門11、冷卻箱5形成閉合循環迴路；

所述轉軸發電機9設在冷卻管10上，半導體熱電製冷器7分別與冷卻管10和冷卻箱5相連，半導體溫差發電器8同樣分別與冷卻管10和冷卻箱5相連，供能裝置1或蓄電裝置3與半導體熱電製冷器7連接並提供電能，轉軸發電機9及半導體溫差發電器8與蓄電裝置3連接並將產生的電能通過電路儲存在蓄電裝置3內。當蓄電裝置3內存儲了一定的電能以後能夠為供電裝置提供能量，因而無需進行充電。

進一步的，所述充氣式雷射管4側壁上設有充氣閥12，充氣式雷射管4所填充氣體為二氧化碳或氖氣等多種可供充氣式雷射管4工作的氣體。在充氣式雷射管4內氣體被消耗時可通過充氣閥12門補充氣體。

進一步的，所述半導體熱電製冷器7旁邊設有水箱13，水箱13與半導體熱電製冷器7相連。半導體熱電製冷器7將多餘的熱量傳導入水箱13內部，通過水箱13內的水分的蒸髮帶走這部分多餘的熱量。

進一步的，所述太陽能發電系統2周圍設有遮擋物14。遮擋物14可擋光，以避免對人眼睛形成傷害。

進一步的，所述光學共振腔射出口處設有凸透鏡15。凸透鏡15分散照在太陽能電池板上以供太陽能電池板進行光電轉換。

其工作原理如下：

本發明首先通過供能裝置1提供的電能激勵光學共振腔中最下方的充氣式雷射管4產生雷射，所產生的雷射經過凹透鏡16集中使雷射變更強，凹透鏡16的焦點在反射鏡上，聚集後的雷射通過反射鏡的反射經由射出口射出，再進入高功率充氣式雷射管4中，雷射在該高功率的充氣式雷射管4內多次反射刺激更多的原子發光使雷射得到增強從而使高功率雷射器開始工作發光發出雷射射線再射入下一個更高功率的充氣式雷射管4內，重複以上過程，直到最上方的一個最高功率的充氣式雷射管4將增強後的雷射通過射出口射出並通過凸透鏡15分散照在太陽能發電系統2中的太陽能電池板太陽能電池板的形狀和射在上面的雷射形狀一樣上以供太陽能電池板進行光電轉換，這裡需要保證當光強達到一定程度時射出的雷射射在太陽能電池板上的光溫度要能讓太陽能電池板承受和不影響它的工作，最後存儲在蓄電裝置3內供外界使用。

在該過程中，通過雷射不斷消耗高功率的充氣式雷射管4內氣體原子的原子能量從而使雷射獲得更多的能量，因而只需通過外界向充氣式雷射管4內補充填充的氣體就能維持其正常的運作。

冷卻箱5內採用低沸點的冷卻劑為光學增幅裝置降溫，以保證光學增幅裝置的持續穩定工作，冷卻劑受熱氣化產生的蒸汽沿冷卻管10向上使轉軸發電機9扇葉受壓推動旋轉發電(發電機軸的扇葉要密集，機軸安放時只讓蒸汽做用在一邊扇葉底部，之後氣化的冷卻液經過半導體熱電製冷器7冷卻液化後流入儲液箱6，半導體溫差發電器8利用此處經過半導體熱電製冷器7製冷後冷卻管10的溫度與被光學增幅裝置加熱後的冷卻液之間的溫差發電，當儲液箱6內積蓄的冷卻液達到一定量時就會推開底部的單向閥們使冷卻液回流到冷卻箱5內完成冷卻循環，冷卻發電系統內冷卻液要保持足夠的量，以保證冷卻箱5裡冷卻液能夠漫過雷射管。

在這個過程中，冷卻發電系統利用光學增幅裝置工作過程中所產生的熱能轉化為電能，進一步提高了能量的利用效率。