机11工作，并减小激光接收光阑8开合门，或者关闭激光接收光阑8，防止装置处于过热的工作状态，以确保装置工作的稳定性与安全性。
[0048]激光无线传输能量给激光光热转换器2，通过激光光热转换器2中的U型热管14带动双缸型斯特林发动机3运转工作；斯特林发动机3带动发电机4发电，并将电能储存在蓄电池5或带动负载6工作，装置整个运转工作由智能控制器7统一调控，实现了激光无线传输能量，先转换为热量，再转换为机械能量并且带动发电机发电的装置工作目标。
[0049]上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
【主权项】
1.一种激光无线传输能量的储热发电装置，其特征在于，包括激光发射器、激光光热转换器、斯特林发动机和发电机；所述激光光热转换器包括激光接收光阑、激光吸热腔、高温相变储热盒和热管，激光发射器产生的激光束通过激光接收光阑后进入激光吸热腔，所述激光吸热腔将热量传递给高温相变储热盒，所述热管装配在高温相变储热盒之间，或装配在高温相变储热盒与激光吸热腔体之间；所述热管与斯特林发动机热端相连接，所述斯特林发动机与发电机相连接。
2.根据权利要求1所述激光无线传输能量的储热发电装置，其特征在于，储热发电装置还包括智能控制器，所述激光发射器、激光光热转换器、斯特林发动机、发电机、蓄电池都与智能控制器相连接。
3.根据权利要求2所述激光无线传输能量的储热发电装置，其特征在于，所述激光接收光阑包括激光接收光阑门与微型电机，所述微型电机带动所述激光接收光阑门移动从而控制激光接收光阑门孔径的大小，所述微型电机与所述智能控制器连接。
4.根据权利要求3所述激光无线传输能量的储热发电装置，其特征在于，所述激光接收光阑门由抗激光辐照层、绝热层和耐高温层组成的复合材料制成；所述抗激光辐照层采用在高能量密度激光辐照下性能稳定的材料；抗激光辐照层材料和耐高温层材料包括:石墨、石墨稀、耐高温金属、耐高温合金、耐高温陶瓷、耐高温复合材料。
5.根据权利要求1所述激光无线传输能量的储热发电装置，其特征在于，所述激光吸热腔包括透光板、激光吸热腔体和背反射锥体，所述透光板的透光性能与激光发射器所发射激光束具体波长相匹配；所述透光板表层有抗高温透光膜，背反射锥体采用抗激光辐照耐高温材料。
6.根据权利要求5所述激光无线传输能量的储热发电装置，其特征在于，所述激光吸热腔体外侧表面形态与网格型相变储热盒外侧表面形态相对应吻合，并保持紧密接触，热耦合性能良好，导热性能良好；激光吸热腔体内壁具有减反射强吸热表面结构，包括:纳米线型表面结构、纳米棒型表面结构、纳米膜型表面结构、吸热微翅片型表面结构、V型凹槽式表面结构、织绒粗糙型表面结构；吸热微翅片表层有吸热层；所述激光吸热腔体的材料采用耐高温金属、耐高温合金、耐高温陶瓷、石墨、石墨稀、耐高温复合材料。
7.根据权利要求1所述激光无线传输能量的储热发电装置，其特征在于，所述高温相变储热盒内装填有相变储热材料，高温相变储热盒在激光光热转换器中紧密有序排列，并形成网格盒结构；所述高温相变储热盒的材料采用耐高温、耐腐蚀和导热性能良好的材料。
8.根据权利要求7所述激光无线传输能量的储热发电装置，其特征在于，所述高温相变储热盒中装填的相变储热材料包括:泡沫金属Cu与LiF-CaF2、泡沫金属Ni与LiF-CaF2;铝硅合金、铝硅铜合金、铝硅镁合金、铝硅锌合金；KN03-NaN03、Li2C03、Na2C03、K2C03、L1H-LiF, KClO3, LiH、NaF、NaF_60MgF2、KF、NaCl, KCl, CaCl2,以及它们之间不同比例的混合材料；熔融盐-膨胀石墨基复合材料、熔融盐-金属基复合材料、熔融盐-陶瓷基复合材料、熔融盐-陶土基复合材料。
9.根据权利要求1所述激光无线传输能量的储热发电装置，其特征在于，所述热管的个数与斯特林发动机的缸数相对应匹配；热管为长型或U型，包括:外四方内圆形热管、夕卜六方内椭圆形热管、外八方内圆形热管、外圆弧内方形热管、外圆弧内圆形热管；所述热管的外侧表面形态与高温相变储热盒外侧表面形态或激光吸热腔体外侧表面形态相对应吻合，并保持紧密接触；热管采用材料为导热性能良好的耐腐蚀的材料，包括:耐高温金属、耐高温合金、耐高温陶瓷、石墨、石墨稀、耐高温复合材料；在热管的内腔表面有毛细结构层包括:金属网结构层、多数沟槽结构层、烧结粉末结构层、金属毡结构层或复合毛细结构层。
10.根据权利要求2所述激光无线传输能量的储热发电装置，其特征在于，所述激光光热转换器还包括温度传感器，所述温度传感器装配在高温相变储热盒之间，或装配在高温相变储热盒与热管之间，并与高温相变储热盒外侧表面紧密接触，与热管的外侧表面紧密接触，温度传感器与智能控制器相连接。
11.根据权利要求2所述激光无线传输能量的储热发电装置，其特征在于，所述激光发射器包括:电能输入系统、光束瞄准及追踪定位器、激光器及发射光束准直器；所述电能输入系统包括:从太空电站、外部电网、发电机、电池输入的能量；所述光束瞄准及追踪定位器用来确定被输送激光能量目标的精确方位及距离，并实施追踪定位；所述激光器及发射光束准直器包括激光发射系统和激光光斑锁定目标系统，确保激光束能量被准确输送进激光光热转换器的激光接收光阑；所述电能输入系统、光束瞄准及追踪定位器都与激光器及发射光束准直器相连接。
12.根据权利要求11所述激光无线传输能量的储热发电装置，其特征在于，所述电能输入系统、光束瞄准及追踪定位器、激光器及发射光束准直器都与智能控制器相连接；所述激光器的激光发射功率大小、激光发射波长、激光脉冲能量、激光脉冲宽度、激光束功率密度、激光连续发射时间均由智能控制器调控。
13.根据权利要求2所述激光无线传输能量的储热发电装置，其特征在于，储热发电装置还包括与所述发电机连接的蓄电池，所述蓄电池与智能控制器连接。
【专利摘要】本发明涉及一种激光无线传输能量的储热发电装置，包括激光发射器、激光光热转换器、斯特林发动机、发电机、蓄电池、智能控制器；激光光热转换器包括：激光接收光阑、激光吸热腔、高温相变储热盒、热管和温度传感器；激光发射器产生的激光束通过激光接收光阑后进入激光吸热腔，激光吸热腔将热量传递给高温相变储热盒；热管与斯特林发动机热端相连接，斯特林发动机与发电机相连接。本发明装置可应用于空间太阳能电站通过无线方式传输能量到地面的电力系统，可以应用于空-地、空-空、地面能量的无线传输，可以应用于卫星之间的能量无线传输，可以应用于航天器、航天飞机以及飞船之间的能量无线传输，可以应用无人飞机、无人车辆、无人舰船、机器人的能量无线传输。
【IPC分类】F03G7-00, H02J17-00, F02G1-055, F28D15-04
【公开号】CN104696173
【申请号】CN201510063323
【发明人】袁曦明, 袁一楠
【申请人】中国地质大学（武汉）
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月6日