[发明专利]一种基于激光供能的光‑热‑电复合装置

说明书

技术领域

本发明涉及激光供能领域，尤其涉及到一种基于激光供能技术的光-热-电复合装置。

背景技术

输电线路覆冰问题一直是影响中国电力装置安全稳定运行的难题，其他国家也面临着同样的问题。2008年春，中国华中、华东和南方多省遭遇长时间的大面积的冰冻灾害，由于覆冰灾害，多处输电线路出现断线、倒塌事故。这些事故给群众的生活带来了重大影响，给社会财产造成了重大损失，因此及时把握覆冰发生、发展状况、采取有效的技术措施，防止断线、倒塌等事故发生，确保电网安全稳定运行，变得紧迫而重要。

目前，对于覆冰导线的实时监测的国内外研究，主要集中在以下两个方面：一是通过视频图像进行监测，即在杆塔上安装摄像机，直接观察覆冰状态；二是通过力学计算，即定量计算覆冰的厚度。目前，工程师们研制覆冰导线监测装置，在一定程度上为覆冰预警起到了积极作用，但在实际应用中，现有的装置依然存在一些问题。这些问题主要有监测精度不够高、稳定性不够好、终端电源不能持续工作、摄像头容易被冰挡住、机械传动装置易结冰、数据通信技术水平不高等。为了解决这些问题，工程师们尝试过铺设电缆给摄像头直接供电，但是铺设电缆不方便，电力设备受到电磁的干扰，有许多不利的地方。

针对上面存在的问题，开发利用清洁能源已经成为解决高压电力线覆冰导线实时监测问题实现供能的迫切需要。近年来，开发利用太阳能，光伏发电技术已经成为人们普遍的关注的问题。太阳能供能解决高压电力线上器件受到电磁干扰的问题，但是还是存在一些问题。利用太阳能电池板给高压电力设备供能可以解决设备受到电磁干扰的问题，但是还是存在自身的缺陷。例如，太阳能电池板易受到天气的影响。

中国公开号为CN201319522Y“一种激光供能装置”专利申请，此实用新型涉及高电压电源领域，特别是一种激光电源。它包括激光模块和分光模块。该专利的激光电源仅仅是有线激光电源。中国公开号为CN 202435147 U“激光供能系统”专利申请，此专利是实用新型专利，其部件包括激光发射端和激光接收及转换端，激光发射端、激光生成器和红外感应探测器组成，激光接收及转换端由激光接收装置、接收端底座和接收部件组成，所述激光生成器安装安置在底座上，外围布线有红外感应探测器；所述激光接收装置安装于接收端底座上，其后面接有转换装置，外围布有红外感应探测器。该专利利用激光传递能量的技术辅以红外监控远距离无线为设备供能，摆脱了电线长短对使用设备的范围的限制，也消除了电线存在的危险，可以更安全、方便地使用各种电子设备。此专利是实用新型专利涉及一种供能装置，具体地说是涉及无线激光供能装置，并没有考虑到此装置工作在低温环境中的情况。

本专利中描述的装置不仅可以是有线激光供能而且可以是自由空间光供能。其次，具有集热单元，可以保证低温环境下器件的持续正常工作。但是现有技术和上述专利都没有解决在容易受到冰雪覆盖的环境下如何稳定可靠地供能，以及光电转换效率不高问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种基于激光供能技术的光-热-电复合装置，包括发电单元、集热单元以及光电转换装置，其特征在于发电单元通过光电转换装置与集热单元相连。

所述的发电单元包括激光器一、传能通道、电源管理模块，其特征在于激光器一与传能通道相连，传能通道与光电转换装置相连，光电转换装置与电源管理模块相连。

所述的电源管理模块包括匹配电路模块、电源模块、储能模块，其特征在于光电转换装置与匹配电路模块相连，匹配电路后接电源模块，电源模块后接储能模块。

所述集热单元包括传感节点、监控节点、光收发模块、导热片、远端处理单元、圆筒形腔体、保护模块，其特征在于传感节点、监控节点与远端处理单元相连，光收发模块与远端处理单元通过导线相连，光电转换装置与导热片相连，圆筒形腔体内在放置传感节点、监控节点、光收发模块、导热片、远端处理单元，传感保护模块，保护模块对上述六个部件起保护作用。

所述保护模块包括PCB隔热层、电绝缘层、防冻层、氟化液，其特征在与远端处理单元与PCB隔热层相连，光收发模块放在光电转换装置旁边，电绝缘层包裹整个圆筒形腔体外侧，防冻层包裹在电绝缘层的外侧，氟化液填充于圆筒形腔体内部，对内部的传感节点、监控节点、光收发模块、导热片、远端处理单元进行保护。

所述光电转换装置是光伏电池，该光伏电池可以是砷化镓光伏电池、聚光型光伏电池，也可以是通用型光电器件。

所述传能通道为传能光纤或者为自由空间光能通道。