[发明专利]分配式光学能量系统

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相关申请的交叉引用

此申请要求2005年10月19日提交的美国临时专利申请60/728245号的权益，于此通过引用将其全文并入。

技术领域

本发明涉及分配式光能量系统和方法。更具体地，本发明涉及用于通过一个或多个耐热性光缆的导管来传输太阳能和非太阳能的系统。

背景技术

自爱因斯坦对经典物理的突破后，就已经知道，光既作为波又作为粒子传播，并且能量与实体的惯性和光速直接成比例。从其狭义相对论已经知道，任何对象的能量能够通过在只有三个参数：质量、光速及粒子速度的方程中组合其惯性和其动能来获得。然而，为了支持他的理论，爱因斯坦要求时间锁定到能量守恒和转换定律。

由于能源危机和环境问题，找到可选的能源解决方案最近已成为科学和政治讨论的话题。然而，在技术水平上，时间仍然在可逆域(reversibilitydomain)内，并且能量设备仍然依赖于熵恒定度(entropy constancy)。例如，太阳能已经被认为是独有地局域化的、排它地基于线性的能量守恒和转换模型。

鉴于上述情况，相信存在对用于传输电磁辐射的克服当前可用的能量生成和分配系统的上述阻碍、限制、缺陷的系统的需求。

发明内容

公开了一种用于通过一个或多个耐热性光缆的导管来传输太阳能和非太阳能的系统。所述系统包括第一反射镜-透镜系统，用于集中散射的电磁太阳射线到焦平面上以产生聚焦的射线。反射镜系统集中器以因子N集中聚焦的射线。所述系统包括耦合器和光缆以将所述聚焦的射线对准到光缆的一个光导管中并生成复合光波。耦合聚焦准直器将光缆耦合到三个不同的滤波器，于此所述复合波转换成聚焦的射线并且然后转换成热、光、及电。热滤波器过滤热。光滤波器过滤光。电滤波器过滤电。

附图说明

图1是根据本发明的用于生成和传输能量的系统的优选实施例的图解。

具体实施方式

图1示出了生成器系统200，其第一级由物镜220构成，物镜220朝向发光的、听得见的和听不见的发射物体放置，该物体以电磁信号的形式发射辐射能量215。这些电磁信号215从所述发射物体在每个方向上传播；当所述信号215撞击到光收集器210时，反射的信号216传播朝向物镜系统220，从该物镜系统，折射射线225投射朝向焦平面。反射镜系统集中器(MSC)230放置成与透镜系统220在轴线上对准并且在焦距处。透镜系统220(变焦透镜系统)的射线225投射到MSC 230上，MSC集中射线n次。在一个实施例中，N次优选地从数十到数百万变化。在阶项(order terms)中，通过以因子N乘透镜系统220的射线225，MSC 230产生单一的反复集中的光(SOL)235。应当理解，为本描述的目的，术语“光”包括所有电磁光谱，从短波到宇宙射线。MSC 230在一个实施例中包括数个反射镜，集中射线以获得最大绝对强度，即射线本身的强度。此强度最大值于此指定为SOL。MSC 230集中与波/粒子集中区和预定能量需求成比例的输入射线225。一个实施例包括16个反射镜，其中，曲率半径在从20mm到6mm的范围中。此MSC达到上万的集中指数。

操作中，合成的集中的能量235，即SOL，进入光缆120——其包括一个或许多耐热光导管——通过准直和耦合器系统240。所述准直系统240与所述MSC 230和所述光导管120在轴线上对准，以产生包括所述SOL 235的平行射线。一旦SOL 235进入导管120，SOL的高度强化的射线在光导管120的内部反射，引起复合能量波(complex energy wave)(CEW)110。CEW 110依赖于光导管120的直径和长度、光导管的表面的特性(诸如平滑度和弹性)、导管的芯层和包覆层(如果应用)的折射率和反射率、MSC230的集中指数、及SOL射线进入导管120时的反射角度。

优选地，CEW 110遵守下述方程：

Z²+C＝E，

其中，E是复合能量，C是复合数(complex number)，而Z是前馈变量，其包含E并且与波密度成比例。CEW 110包括光折叠(light folding)过程，意指其高度集中的光线携带热和白光。在导管120的远端，热、白光和电被滤出。