激光源与太阳能电池的追踪式光电转换演示研究系统

本技术涉及光电，具体而言，涉及一种激光源与太阳能电池的追踪式光电转换演示研究系统。

背景技术：

1、传统电能传输普遍采用金属导线或电缆线等物理介质，限制了电能传输的便捷性；此外，其在传输过程当中不可避免地会产生传输损耗。因此，无线电能传输作为一种新型电能传输方式有效地避免物理连接方式的局限，提高了供电方法的自由度。激光无线电能传输技术基于光电效应，以激光束为能量载体对一定距离的用电设备进行无线供电。其中，光伏电池在激光源照射下的光电转换效率是系统能量的重要组成部分。随着材料科学的不断发展，新型光电材料在光伏领域的实践应用为光伏电池光电转换效率的提升带来更多新的机遇，尤其是在室内小型电子产品的扩展应用上有较大的拓展空间。

2、然后若是采用商用大型激光源与太阳能板实现远距离的无线电能传输研究成本相对较高，体积较大，不能实现低成本和方便在实验室中进行研究和演示。

3、鉴于此，有必要设计一种演示装置来展示激光源追踪太阳能电池实现光电转换的演示系统，便于在实验室内灵活进行科研演示和研究。

技术实现思路

1、针对背景技术中的问题，本实用新型提供一种激光源与太阳能电池的追踪式光电转换演示研究系统，实现在光伏电池移动情况下激光源追踪进行光电转换演示，本系统结构轻巧，更适用于室内小型电子产品的扩展应用研究。

2、为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

3、一种激光源与太阳能电池的追踪式光电转换演示研究系统，包括安装在演示台架上方的接收装置，和下方的发射装置；所述发射装置包括控制云台，控制云台表面相邻安装有激光源和摄像头；所述控制云台通过第二旋转舵机连接支架，支架通过第一旋转舵机连接底座，底座安装在演示台架下方；所述控制云台连接有控制器；所述接收装置包括安装在演示台架上方的双向移动组件；所述双向移动组件下方设置有太阳能电池组件；所述太阳能电池组件连接充电电路模块；充电电路模块上预留充电接口。

4、作为上述方案的进一步改进，所述激光源采用近红外激光。

5、作为上述方案的进一步改进，所述双向移动控制组件为十字滚珠丝杆导轨滑台。

6、作为上述方案的进一步改进，所述充电电路模块采用boost升压电路，并在输出端预留usb插口。

7、作为上述方案的进一步改进，所述太阳能电池组件为薄膜太阳能电池。

8、作为上述方案的进一步改进，所述发射装置和接收装置上均设置有用于信号传输的蓝牙模块。

9、作为上述方案的进一步改进，所述演示台架包括台面和用于支撑台面的支腿；所述接收装置安装在台面上。

10、作为上述方案的进一步改进，所述控制器为stm32最小系统板和k210开发板构成。

11、与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

12、采用一种立体演示台架来安装可移动的太阳能电池组件，然后在演示台架下方安装可360°旋转的控制云台，利用摄像头追踪太阳能电池组件位置，激光源同步保持照射到太阳能电池组件上，实现激光无线电能传输，将激光源与太阳能电池的追踪式光电转换形成了小型化的演示研究系统，便于研究室内小型电子产品的扩展应用。

技术特征：

1.一种激光源与太阳能电池的追踪式光电转换演示研究系统，其特征在于，包括安装在演示台架（8）上方的接收装置，和下方的发射装置；所述发射装置包括控制云台（1），控制云台（1）表面相邻安装有激光源（2）和摄像头（3）；所述控制云台（1）通过第二旋转舵机（12）连接支架（11），支架（11）通过第一旋转舵机（10）连接底座（9），底座（9）安装在演示台架（8）下方；所述控制云台（1）连接有控制器；所述接收装置包括安装在演示台架（8）上方的双向移动组件（7）；所述双向移动组件（7）下方设置有太阳能电池组件（5）；所述太阳能电池组件（5）连接充电电路模块；充电电路模块上预留充电接口。

2.根据权利要求1所述的激光源与太阳能电池的追踪式光电转换演示研究系统，其特征在于，所述激光源（2）采用近红外激光。

3.根据权利要求1所述的激光源与太阳能电池的追踪式光电转换演示研究系统，其特征在于：所述双向移动组件（7）为十字滚珠丝杆导轨滑台。

4.根据权利要求1所述的激光源与太阳能电池的追踪式光电转换演示研究系统，其特征在于，所述充电电路模块采用boost升压电路，并在输出端预留usb插口。

5.根据权利要求1所述的激光源与太阳能电池的追踪式光电转换演示研究系统，其特征在于，所述太阳能电池组件（5）为薄膜太阳能电池。

6.根据权利要求1所述的激光源与太阳能电池的追踪式光电转换演示研究系统，其特征在于：所述发射装置和接收装置上均设置有用于信号传输的蓝牙模块（4）。

7.根据权利要求1所述的激光源与太阳能电池的追踪式光电转换演示研究系统，其特征在于，所述演示台架（8）包括台面和用于支撑台面的支腿；所述接收装置安装在台面上。

8.根据权利要求1所述的激光源与太阳能电池的追踪式光电转换演示研究系统，其特征在于，所述控制器为stm32最小系统板和k210开发板构成。

技术总结
本技术公布了一种激光源与太阳能电池的追踪式光电转换演示研究系统，涉及光电技术领域，包括安装在演示台架上方的接收装置，和下方的发射装置；发射装置包括控制云台，控制云台表面相邻安装有激光源和摄像头；控制云台通过第二旋转舵机连接支架，支架通过第一旋转舵机连接底座，底座安装在演示台架下方；控制云台连接有控制器；接收装置包括安装在演示台架上方的双向移动组件；双向移动组件下方设置有太阳能电池组件；太阳能电池组件连接充电电路模块；充电电路模块上预留充电接口。本技术实现在光伏电池移动情况下激光源追踪进行光电转换演示，本系统结构轻巧，更适用于室内小型电子产品的扩展应用和研究。

技术研发人员：张智雄,王阔,陈建杰,李振南,周海鑫,聂梦肖,黄迪
受保护的技术使用者：湖南工业大学
技术研发日：20230802
技术公布日：2024/2/1