[发明专利]一种激光传能用太阳电池板及光电转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线能量传输技术领域，具体涉及一种激光传能用太阳电池板及光电转换装置。

背景技术

传统的太阳能发电系统以太阳光作为能源，具有光强分布均匀的特点，并且太阳电池板的尺寸不受光斑大小的约束。而激光无线能量传输，由于激光光斑能量分布不均匀，太阳电池板形状受激光光斑形状约束，传统的太阳电池板设计无法满足激光无线能量传输光电转换应用需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种激光传能用太阳电池板及光电转换装置，能够满足激光无线能量传输光电转换应用的需求，实现高效率大功率的电能输出。

本发明的激光传能用太阳电池板，包括基板、电极和N个太阳电池单元，N≥2；其中，每个太阳电池单元均包括Ｉ个矩形太阳电池，矩形太阳电池数量Ｉ由负载所需电压和每一片矩形太阳电池的电压计算得出；N个太阳电池单元由里向外呈周向拼接；太阳电池单元1在基板上以激光光斑中心为中心由里向外呈周向一圈一圈拼接在激光光斑的中央位置，太阳电池单元2的矩形太阳电池呈周向由里向外一圈一圈拼接在太阳电池组1的外围，依次类推，太阳电池单元N的太阳电池呈周向由里向外一圈一圈拼接在太阳电池组N-1的外围。

一种激光传能光电转换装置，包括能源管理单元和太阳电池板；

其中，所述太阳电池板由基板、电极和Ｎ个太阳电池单元组成，N≥2，其中，每个太阳电池单元均包括Ｉ个矩形太阳电池，矩形太阳电池数量Ｉ由负载所需电压和每一片矩形太阳电池的电压计算得出；N个太阳电池单元由里向外呈周向拼接；太阳电池单元1在基板上以激光光斑中心为中心由里向外呈周向一圈一圈拼接在激光光斑的中央位置，太阳电池单元2的矩形太阳电池呈周向由里向外一圈一圈拼接在太阳电池组1的外围，依次类推，太阳电池单元N的太阳电池呈周向由里向外一圈一圈拼接在太阳电池组N-1的外围；

能源管理单元包括多个二极管、最大功率跟踪单元、输入端和输出端；其中，能源管理单元输入端的正极通过二极管并联合成一路连接最大功率跟踪单元的正极，能源管理单元输入端的地合成一路连接最大功率跟踪单元的地；最大功率跟踪单元的输出端作为能源管理单元的输出端；

1个太阳电池单元的正极和地分别连接能源管理单元的1个输入端的正极和地。

一种激光传能光电转换装置，包括能源管理单元和太阳电池板；

其中，所述太阳电池板由基板、电极和Ｎ个太阳电池单元组成，N≥2，其中，每个太阳电池单元均包括Ｉ个矩形太阳电池，矩形太阳电池数量Ｉ由负载所需电压和每一片矩形太阳电池的电压计算得出；N个太阳电池单元由里向外呈周向拼接；太阳电池单元1在基板上以激光光斑中心为中心由里向外呈周向一圈一圈拼接在激光光斑的中央位置，太阳电池单元2的矩形太阳电池呈周向由里向外一圈一圈拼接在太阳电池组1的外围，依次类推，太阳电池单元N的太阳电池呈周向由里向外一圈一圈拼接在太阳电池组N-1的外围；

能源管理单元包括多个二极管、最大功率跟踪单元、输入端和输出端；其中，能源管理单元输入端的正极通过二极管并联合成一路连接最大功率跟踪单元的正极，能源管理单元输入端的地合成一路连接最大功率跟踪单元的地；最大功率跟踪单元的输出端作为能源管理单元的输出端；

Ｊ个太阳电池单元之间进行串联组成太阳电池单元组，各太阳电池单元组中，太阳电池单元的正极串联作为太阳电池单元组的正极，太阳电池单元的地合并作为太阳电池单元组的地，各太阳电池单元组包含的太阳电池单元数量相同，1个太阳电池单元组的正极和地分别连接能源管理单元的1个输入端的正极和地；接入能源管理单元的太阳电池单元串联数目相同。

有益效果：

（1）本发明的太阳电池板根据激光光斑高斯能量分布进布局设计，使得太阳电池单元的每一片太阳电池表面的光照强度差距最小，减少了激光光斑能量分布不均匀对太阳电池单元输出功率的影响，提高了太阳电池板的输出功率。

（2）本发明的激光传能光电转换装置中，能源管理单元采用二极管对并联接入的太阳电池单元进行保护可以抑制热斑效应；采用最大功率跟踪单元可以保证太阳电池板在外界激光光照强度、温度和负载阻值变化时始终保持最大功率输出。

附图说明

图1为激光传能用太阳电池板布局示意图。

图2为激光传能光电转换装置组成框图。

图3为太阳电池单元串联后的激光传能光电转换装置组成框图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。