專利名稱：分配式光學(xué)能量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分配式光能量系統(tǒng)和方法。更具體地，本發(fā)明涉及用于通過一個或多 個耐熱性光纜的導(dǎo)管來傳輸太陽能和非太陽能的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
自愛因斯坦對經(jīng)典物理的突破后，就已經(jīng)知道，光既作為波又作為粒子傳播，并且 能量與實(shí)體的慣性和光速直接成比例。從其狹義相對論已經(jīng)知道，任何對象的能量能夠通 過在只有三個參數(shù)質(zhì)量、光速及粒子速度的方程中組合其慣性和其動能來獲得。然而，為 了支持他的理論，愛因斯坦要求時間鎖定到能量守恒和轉(zhuǎn)換定律。由于能源危機(jī)和環(huán)境問題，找到可選的能源解決方案最近已成為科學(xué)和政治討論 的話題。然而，在技術(shù)水平上，時間仍然在可逆域(reversibilitydomain)內(nèi)，并且能量設(shè) 備仍然依賴于熵恒定度(entropy constancy) 0例如，太陽能已經(jīng)被認(rèn)為是獨(dú)有地局域化 的、排它地基于線性的能量守恒和轉(zhuǎn)換模型。鑒于上述情況，相信存在對用于傳輸電磁輻射的克服當(dāng)前可用的能量生成和分配 系統(tǒng)的上述阻礙、限制、缺陷的系統(tǒng)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
公開了一種用于通過一個或多個耐熱性光纜的導(dǎo)管來傳輸太陽能和非太陽能的 系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括第一反射鏡-透鏡系統(tǒng)，用于集中散射的電磁太陽射線到焦平面上以 產(chǎn)生聚焦的射線。反射鏡系統(tǒng)集中器以因子N集中聚焦的射線。所述系統(tǒng)包括耦合器和光 纜以將所述聚焦的射線對準(zhǔn)到光纜的一個光導(dǎo)管中并生成復(fù)合光波。耦合聚焦準(zhǔn)直器將光 纜耦合到三個不同的濾波器，于此所述復(fù)合波轉(zhuǎn)換成聚焦的射線并且然后轉(zhuǎn)換成熱、光、及 電。熱濾波器過濾熱。光濾波器過濾光。電濾波器過濾電。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于生成和傳輸能量的系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例的圖解。
具體實(shí)施方式
圖1示出了生成器系統(tǒng)200，其第一級由物鏡220構(gòu)成，物鏡220朝向發(fā)光的、聽得 見的和聽不見的發(fā)射物體放置，該物體以電磁信號的形式發(fā)射輻射能量215。這些電磁信號 215從所述發(fā)射物體在每個方向上傳播；當(dāng)所述信號215撞擊到光收集器210時，反射的信 號216傳播朝向物鏡系統(tǒng)220，從該物鏡系統(tǒng)，折射射線225投射朝向焦平面。反射鏡系統(tǒng) 集中器(MSC) 230放置成與透鏡系統(tǒng)220在軸線上對準(zhǔn)并且在焦距處。透鏡系統(tǒng)220 (變焦 透鏡系統(tǒng))的射線225投射到MSC 230上，MSC集中射線η次。在一個實(shí)施例中，N次優(yōu)選 地從數(shù)十到數(shù)百萬變化。在階項(xiàng)(order terms)中，通過以因子N乘透鏡系統(tǒng)220的射線 225，MSC 230產(chǎn)生單一的反復(fù)集中的光(S0L)235。應(yīng)當(dāng)理解，為本描述的目的，術(shù)語“光” 包括所有電磁光譜，從短波到宇宙射線。MSC 230在一個實(shí)施例中包括數(shù)個反射鏡，集中射 線以獲得最大絕對強(qiáng)度，即射線本身的強(qiáng)度。此強(qiáng)度最大值于此指定為SOL。MSC 230集中 與波/粒子集中區(qū)和預(yù)定能量需求成比例的輸入射線225。一個實(shí)施例包括16個反射鏡， 其中，曲率半徑在從20mm到6mm的范圍中。此MSC達(dá)到上萬的集中指數(shù)。操作中，合成的集中的能量235，即S0L，進(jìn)入光纜120——其包括一個或許多耐熱 光導(dǎo)管——通過準(zhǔn)直和耦合器系統(tǒng)240。所述準(zhǔn)直系統(tǒng)240與所述MSC 230和所述光導(dǎo) 管120在軸線上對準(zhǔn)，以產(chǎn)生包括所述SOL 235的平行射線。一旦SOL 235進(jìn)入導(dǎo)管120， SOL的高度強(qiáng)化的射線在光導(dǎo)管120的內(nèi)部反射，引起復(fù)合能量波(complex energy wave) (CEff)IlO0 CEff 110依賴于光導(dǎo)管120的直徑和長度、光導(dǎo)管的表面的特性(諸如平滑度和 彈性)、導(dǎo)管的芯層和包覆層(如果應(yīng)用)的折射率和反射率、MSC230的集中指數(shù)、及SOL 射線進(jìn)入導(dǎo)管120時的反射角度。優(yōu)選地，CEW 110遵守下述方程Z2+C = Ε,其中，E是復(fù)合能量，C是復(fù)合數(shù)(complex number)，而Z是前饋?zhàn)兞?，其包含E并 且與波密度成比例。CEW 110包括光折疊(light folding)過程，意指其高度集中的光線攜 帶熱和白光。在導(dǎo)管120的遠(yuǎn)端，熱、白光和電被濾出。在光纜110的遠(yuǎn)端，一個或許多攜帶CEW 110的導(dǎo)管與下述濾波器光學(xué)地耦合、準(zhǔn) 直和聚焦1)熱濾波器碘化合物350 ；2)光濾波器明礬化合物390 ；及3)電濾波器熱反 應(yīng)堆化合物370。在一個實(shí)施例中，濾波器是從過程中提取性質(zhì)的裝置。CEff 110和其耗散的(混沌的)自組織波結(jié)構(gòu)，容許使用非常小的光纜直徑從數(shù) 微米到數(shù)厘米變化，依賴于每個配置、能量潛在源(energypotential source)或需求。此 事實(shí)使得能夠遠(yuǎn)程安裝這些生成器單元。需要注意，CEff自組織行為的發(fā)生尤其歸因于由 碰撞(內(nèi)部光子和光電子)引起的非線性。此動量損耗作為熱耗散并且將其自己饋入CEW 110，用作能量反沖，其保持波為混沌的，因此自組織的。生成器單元200 (圖1)包括射線捕獲系統(tǒng)210/220 (反射鏡-透鏡收集器和/或 聲碗(acoustic bowls)、及物鏡組合物)、MSC 230、及耦合器240，該生成器能夠安裝在太 陽輻射或非太陽輻射的每個源中。生成器系統(tǒng)200被分成兩個種類1)太陽輻射，其意指 使用太陽收集器，優(yōu)選地為用于反射太陽波的拋物柱面反射鏡或圓形反射鏡(210)和用于 將直接的太陽輻射折射和聚焦到MSC 230上的物鏡(220) ；2)非太陽輻射，其意指使用光 收集器，其使用反射鏡-聲碗(210)和物鏡(220)的組合，以反射和折射聽得見的(長的)和聽不見的(短的)電磁波，并將它們聚焦到MSC(230)上。因此，任何電磁輻射源，比如人 的嗓音，動物或昆蟲的聲音，摩擦聲音(比如汽車輪胎在地面上)，來自電機(jī)、引擎、教室、禮 堂、音樂儀器、管弦音樂會、海洋波、及直接的/間接的太陽輻射的工業(yè)上聽不見的聲音，是 輻射能量的潛在源。本地站(所述生成器200)能夠安裝在這些或其它源的任何一個中，然 后，經(jīng)由單根光纜，傳輸能量到遠(yuǎn)端本地站(消費(fèi)者300)用于消費(fèi)者分配。在此情況下，能夠提供連續(xù)的(白天和黑夜)能量生成。在一個實(shí)施例中，本地站包括 呈現(xiàn)的兩種類型的生成器一種捕獲太陽或發(fā)光輻射，而另一種捕獲所有其它的電磁輻射源。 因此，在晚上時間，此后面的本地站使用非太陽能生成器來從所有的電磁輻射源生成能量。在一個實(shí)施例中，太陽輻射生成器單元的應(yīng)用使用地球的太陽能，其達(dá)到1KW/ m2(—千瓦每平方米)的最大平均值。使用一個密度系數(shù)為1X106(—百萬)的太陽輻射 生成器的一個本地站能夠產(chǎn)生1 X 106Kff/m2 ( 一百萬千瓦每平方米)。美國的一個家庭需要 平均30KW/m2。此太陽生成器單元單獨(dú)供應(yīng)IX 106KW/m2 + 30KW/m2 = 30000個家庭。非太陽輻射生成單元的應(yīng)用使用任何形式的非太陽電磁輻射。遵循前述示例中討 論的太陽生成器的邏輯，一個本地非太陽單元具有1 X 106的密度系數(shù)(一百萬)。談話模式 中的人類嗓音平均為3 X10_5瓦，而喊叫模式中的人類嗓音平均為3X10_2瓦。這些嗓音能 夠經(jīng)由電子功率放大器供電。關(guān)于這點(diǎn)，單獨(dú)談話的一個人理論上通過所述非太陽生成器 單元生成下述瓦數(shù)3X 10_5瓦X IX 106 = 30W。如果1000個人談話一個小時，它們將供應(yīng) 美國的平均家庭一個小時。同樣，用所述生成器的同樣的密度系數(shù)，一個人喊叫一個小時將 供應(yīng)一個家庭一個小時(3X 10_2瓦X IX 106 = 30000W。)從這些示例，本領(lǐng)域技術(shù)人員能 夠看出使用來自極廣的非太陽源的能量的可能性，并且能夠使用許多不同的實(shí)施例。城市 產(chǎn)生能夠潛在地使用非太陽能生成器的無限多種聽得見的、聽不見的、及工業(yè)能量源。農(nóng)村 區(qū)域具有許多其它的潛在能量源，比如昆蟲、動物、溪流、河流、電布線發(fā)送器(electricity wiring transmitter)等，并且能夠包括任何形式的電磁輻射。在一個實(shí)施例中，密度系數(shù)受到光纜的質(zhì)量限制，包括其材料重量、粒度、彈性、直 徑、耐熱因子，并受到反射鏡和透鏡的質(zhì)量和耐熱因子的限制。在一個實(shí)施例中，密度系數(shù) 越高，則電纜的直徑增加得越高，以改善電纜的、反射鏡的、玻璃的耐熱因子。然而，電纜直 徑與密度系數(shù)具有指數(shù)關(guān)系，密度系數(shù)是能夠?qū)Σ煌瑧?yīng)用被最優(yōu)化的值。在一個實(shí)施例中， 確定密度系數(shù)的界限的主變量是光纜的全反射因子和耐熱因子；反射鏡的平面和球面反 射率；透鏡的折射率；反射鏡和玻璃的耐熱因子；CEW的耗散和自組織行為的完整性。在一個實(shí)施例中，生物和納米技術(shù)的使用能夠幫助獲得較高的密度系數(shù)，同時保 持小的光纜直徑，使得較高的復(fù)合能量在其連續(xù)地傳播直到它到達(dá)光纜的遠(yuǎn)端(用戶端) 時保持其耗散和自組織行為(CEW)。在一個實(shí)施例中，密度系數(shù)的確定依賴與每個安裝。操作中是捕獲來自lW/m2的能 量/面積源的系統(tǒng)，其是地球上太陽平均能量的量的千分之一。使用內(nèi)部直徑為10mm的單 根光導(dǎo)管。雖然集中器因子能夠達(dá)到任何幅度，受限于第一熱力學(xué)定律并根據(jù)每個安裝被 調(diào)整，但是計(jì)算針對MSC230的集中因子，使得原始lm2的參考面積減小到光導(dǎo)管表面的面 積，其是n Xr2 = 3. 14X52 = 78. 5mm2。因此，集中因子將是lm2 + 78. 5mm2 12740。在焦點(diǎn) 處的平均通量將是lW/m2X 12470 = 12470ff/m2 ；并且在光導(dǎo)管的表面區(qū)域處，其是78. 5mm2, 通量將是lW/m2?？紤]0. 9的效率，實(shí)際的平均通量將是12740W/m2X0. 9 = 11466W/m2。MSC
6設(shè)計(jì)基于太陽能收集器領(lǐng)域已知的概念，適用于拋物柱面和球面反射鏡及透鏡，并且依賴 于每個應(yīng)用而變化。概念上，光收集器設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)基本上從已知的熱傳遞和光學(xué)定律推導(dǎo) 得，特別地1)三個熱傳遞模式，即傳導(dǎo)、對流和輻射；2)關(guān)于電磁輻射和物質(zhì)之間的相互 作用的反射和折射定律。為了計(jì)算在所述光導(dǎo)管120的入口的熱的量，使用斯蒂芬-玻爾 茲曼輻射定律H = Ae S T4[其中H =以瓦計(jì)的輻射能量；A =表面面積；e =發(fā)射率；S = 玻爾茲曼常數(shù)(5. 6699X 10_8W m_2 K_4) ；T =開爾文溫度]。在MSC包括透鏡、反射鏡，或者二者的組合的情況下，熱輻射會升高并且能夠基于 兩種關(guān)系使用量子輻射傳播來計(jì)算1)光子能量E = h v [其中v是頻率而h是普朗克 常數(shù)=6.625X10_34J.s] ；2)c = A v = coa/n(其中 c =光速；人=波長；v =頻率；coa =真空中的光速；n=介質(zhì)的折射率。)需要注意，熱輻射通常認(rèn)為在從約0.1到100 ym的 波段中，而太陽輻射集中在0. 1到3 y m的波長范圍中。使用球面反射鏡對具有較少的表面 接觸，因此發(fā)射較少的熱輻射是優(yōu)選的。使用公式中的以上值并針對T計(jì)算，焦點(diǎn)的溫度將 為T = 4 V H/ 8= 4 V 11466W/m2 + 5. 6699X 1(T8W m_2 IT4T ^ 671K ^ 398C。此熱密集的光以一個角度(小于45度)進(jìn)入光導(dǎo)管，以便利用導(dǎo)管的耐熱性平衡 內(nèi)部反射。應(yīng)當(dāng)注意，為了遵守通過光導(dǎo)管的全反射原理，芯層和包層部分(類似于光纖， 但是具有較高的維度)能夠應(yīng)用于光導(dǎo)管的物理結(jié)構(gòu)。一旦輻射的電磁射線進(jìn)入光導(dǎo)管 的10mm的內(nèi)徑的冷的和反射的表面，持續(xù)的粒子相互作用使得光導(dǎo)管的內(nèi)部能量發(fā)生變 化；該能量受到系統(tǒng)的熱力學(xué)限制(每總體積的總粒子數(shù)的比率)。數(shù)個物理現(xiàn)象會立刻 發(fā)生，但是最重要的是，溫度的上升會改變玻璃的分子結(jié)構(gòu)并激發(fā)電子改變能級，因此生成 更多光子。工作中來自粒子的熱根據(jù)Q = cmAT轉(zhuǎn)換[其中Q =以J/(kg °C )計(jì)的熱容 量，其依賴于材料的性質(zhì)(對于玻璃=840) ；cm =以kg計(jì)的質(zhì)量；AT =溫度變化。]此工 作反饋到電磁輻射中。然而，因?yàn)榱Ｗ优鲎矔谌齻€或更多維度上并且以隨機(jī)運(yùn)動發(fā)生，每 個粒子會改變運(yùn)動速度和方向，并且相互作用的光子_電子能夠生成比光速傳播快的的光 子。當(dāng)光子被電子吸收時，電子躍遷到較低能級，并且釋放新的光子。光的這種散射能夠?qū)?致電子及時反向傳播，以吸收光子。當(dāng)由差分電子生成時，光子也能夠及時反向傳播，改變 粒子電荷并生成反粒子。這些粒子反向傳播時也能夠碰撞。當(dāng)粒子和反粒子碰撞時，它們 彼此湮滅；然而，依賴于幅度和頻率，能夠從粒子_反粒子碰撞釋放一個或更多光子。此現(xiàn) 象，根據(jù)量子電動力學(xué)，示例了光強(qiáng)的增長和反饋到整個電磁波中的能量的釋放。生成的全 部能量會與光導(dǎo)管的整個玻璃面積、玻璃的質(zhì)量、密度系數(shù)(如先前討論的)、及熱成比例。 全部能量E是靜止能量Eo和動能KE的和，或E = Eo+KE，并且基于由關(guān)系E = mc2/ V 1-v2/ c2(m =質(zhì)量；v =粒子速度；c =光速)給出的愛因斯坦的狹義相對論。從此關(guān)系，如果如上 述的，粒子及時反向傳播(速度大于光速)，則v2/c2會大于1，使得V l-v7c2=復(fù)數(shù)。此新 的能量方程能夠?qū)懽鱁 = mc2/iy+C(其中i =虛部，而C=復(fù)常數(shù))。根據(jù)量子電動力學(xué)， 事件的概率是復(fù)數(shù)的絕對平方。因此，事件“粒子以大于光速傳播”的概率在操作中的情況 下變大。這是對所述CEW 110的形成有貢獻(xiàn)的一方面。另一方面是玻璃表面的非線性，其甚至?xí)蓺w因于熱的熱應(yīng)力增加。在光子和熱激發(fā)激發(fā)反粒子和其它光子的電子和其它反粒子時，它們隨波振動，依賴于動量、能量和波 長的變化，由德布羅意關(guān)系給出X = h/p ( X =粒子波長；h =普朗克常數(shù)；p 粒子的相對 論動量大小)。應(yīng)當(dāng)注意，要由源發(fā)射的光子的幅度通常隨時間改變。隨著時間流逝，要由 源發(fā)射的光子的幅角變化。在當(dāng)前描述的系統(tǒng)中，源是白光，并且其許多顏色隨機(jī)地發(fā)射光 子，使得幅角不規(guī)則地變化。因此，在被吸收后，光子會改變波長(因此顏色)，然后由電子 作為新的光子生成。粒子波長和動量的不規(guī)則是引起CEW的其它貢獻(xiàn)。熱力學(xué)狀態(tài)第二定律陳述為“熱自發(fā)地從較高溫度的物質(zhì)流向較低溫度的物質(zhì)， 而不會自發(fā)地反方向流動”。因此，在加速模式中，熱波流會尋找光導(dǎo)管的遠(yuǎn)端。此連續(xù)的 電磁熱流移動通過光導(dǎo)管并生成特殊圖案，其中數(shù)百萬分子相干地移動，一種保持非平衡 狀態(tài)的情形。與玻璃表面上的非線性和粒子波長和動量的不規(guī)則一起，隨著時間，此非平衡 狀態(tài)會將CEW變成自組織波。Nobel Laureate Ilya Prigogine將此現(xiàn)象稱作“耗散結(jié)構(gòu)”。 根據(jù)Prigogine，離平衡越遠(yuǎn)，通量越強(qiáng)，熵產(chǎn)生增加，并且系統(tǒng)可以遇到導(dǎo)致新的順序形式 的不穩(wěn)定性，新的順序形式在這些耗散結(jié)構(gòu)發(fā)展到不斷增長的復(fù)雜形式時，將系統(tǒng)運(yùn)行到 越來越遠(yuǎn)離平衡態(tài)。粒子集中的高密度會容許更密集區(qū)域附近團(tuán)的迅速生長。這些團(tuán)容易 地移動通過膨脹的(通過熱張力)玻璃分子，在光子激活其它區(qū)域中的電子到玻璃厚度里 面時，容許將(惰性)能量轉(zhuǎn)換為活化能。此過程增加活化的粒子總數(shù)(population)增長， 即被激發(fā)的電子數(shù)?？偰芰坑蒀EW關(guān)系給出Z2+C = E，其中E是復(fù)合能量，C是復(fù)合數(shù)，而 Z是前饋?zhàn)兞?，其包括E并且與粒子總數(shù)密度成比例。需要注意，諸如萬有引力的外部因子能夠被非平衡態(tài)放大，其有助于增加打破平 衡，對增大活化的粒子總數(shù)增長的總目的做貢獻(xiàn)。此外，光導(dǎo)管能夠由有機(jī)材料制成，使得 外部因子甚至更動態(tài)地參與到粒子總數(shù)增長的增加(為獲得從惰性到活化的粒子閾值)和 隨后的積分能量和CEW傳播距離的增加中。關(guān)于建立MSC 230的最終考慮依賴的事實(shí)是對熟悉應(yīng)用于太陽能的光學(xué)器件領(lǐng) 域的任何人來說，為捕獲太陽能，能夠使用成像(IF)和非成像(NIF)集中器是公知常識。關(guān) 于IF，通過使用球?qū)ΨQ幾何結(jié)構(gòu)、動態(tài)靈活的折射率(對于基于透鏡的MSC)及使用具有高 折射率和接近零的色散的材料(有機(jī)雜化)，能夠獲得理想的操作。雖然在NIF集中器中， 能量效率高得多，但是IF具有能夠應(yīng)用具有小得多的耐熱性的材料的優(yōu)點(diǎn)。在補(bǔ)償中，IF 集中器因子基本低于NIF的。關(guān)于IF和NIF針對捕獲太陽能所說的一切對捕獲任何電磁 輻射源都是有效的。熱濾波器提取熱，即其從復(fù)合能量波CEW濾出熱。熱在CEW內(nèi)以集中的耗散形式 傳播；存在從CEW提取此集中的熱的許多方法。一種過程是通過使用固體、液體、或氣體形 式的碘合成物。固體形式例如是由碘溶液構(gòu)成的棱鏡。在這種情況下，如圖1所示，在通過 分配器準(zhǔn)直器320后被物鏡反射鏡-透鏡系統(tǒng)340光學(xué)地捕獲時，CEW 110信號變?yōu)榉巧?射的高度聚焦的射線345。所述射線345撞擊碘棱鏡350并且僅輸出熱，因?yàn)榈庾钃趿丝?見光并且容許紅外光輸出；并且紅外光，波長約為800納米，產(chǎn)生最大量的輻射能量。操作 中，攜帶CEW 110的光導(dǎo)管通過耦合器310光學(xué)地耦合到與聚焦和準(zhǔn)直系統(tǒng)340 (包括反射 鏡和棱鏡)光學(xué)地對準(zhǔn)的所述分配器準(zhǔn)直器320以捕獲、對準(zhǔn)并聚焦光線325 (重生成的消 費(fèi)者S0L)，使得射線345直接聚焦到所述碘固體、液體或氣體溶液350上，反復(fù)集中的紅外 光355從其濾出。在此射線的焦點(diǎn)放置一桶水，會導(dǎo)致該桶水立刻沸騰。放置諸如焦炭的
8固體材料，會導(dǎo)致立即白熱化。鋅在相同的地方燃燒起來，而鎂帶出現(xiàn)鮮艷的燃燒。放置在 焦點(diǎn)的鍍鉬的薄片被加熱到白色。光濾波器提取可見光，即它從復(fù)合能量波CEW濾出可見光?？梢姽庠贑EW內(nèi)以集 中的耗散形式傳播；存在從CEW提取此集中的可見光的許多方法。一個過程是通過使用固 體、液體或氣體形式的明礬合成物。固體形式例如是由明礬溶液構(gòu)成的棱鏡。在這種情況 下，參見圖1，當(dāng)來自CEW的所述光線325 (重生成的消費(fèi)者SOL)通過物鏡反射鏡-透鏡系 統(tǒng)380并撞擊明礬溶液390時，可見光395被濾出。因此，如本領(lǐng)域自從牛頓就已經(jīng)知道的， 通過放置與明礬化合物390軸向地對準(zhǔn)的棱鏡，能夠看見可見光的全部顏色譜。操作中，攜 帶CEW 110的光導(dǎo)管通過耦合器310光學(xué)地耦合到與聚焦和準(zhǔn)直系統(tǒng)340 (包括反射鏡和 棱鏡)光學(xué)地對準(zhǔn)的所述分配器準(zhǔn)直器320以捕獲、對準(zhǔn)并聚焦射線325(重生成的消費(fèi)者 SOL)，使得射線385直接聚焦到所述明礬固體、液體或氣體溶液390上，高度聚焦的、準(zhǔn)直的 并且反復(fù)集中的可見光395從其濾出。發(fā)光譜的所有其它射線被阻擋。沿可見光395的光 軸放置的小的反射鏡用作光學(xué)燈。光纖導(dǎo)管也能構(gòu)將可見光傳輸?shù)浇ㄖ锏谋镜啬康牡兀?例如在安裝光學(xué)燈的遠(yuǎn)端。電濾波器提取電，即它濾出或變換成復(fù)合能量波CEW的電確定的成分，如振動、 熱、磁和電場。這些成分在CEW內(nèi)以集中的耗散形式傳播；存在從CEW提取和轉(zhuǎn)換這些集中 的成分的許多方法。例如，壓電是分別通過壓電生成器和壓電電機(jī)將機(jī)械應(yīng)力轉(zhuǎn)換成電壓， 和將電壓轉(zhuǎn)換成機(jī)械應(yīng)力的過程。該過程本身在工業(yè)上是公知的。在一個實(shí)施例中，能夠 通過使用放置在光線325 (重生成的消費(fèi)者SOL)之前的陶瓷片，在高密度波振動到陶瓷上 時，引起機(jī)械應(yīng)力并使得陶瓷產(chǎn)生電壓。電磁是另一個已知的過程并且能夠用于本發(fā)明中， 因?yàn)樗龉饩€325能夠傳遞到電磁管和輸送管中——圍繞這些輸送管或管的感應(yīng)器生成電 壓。參見圖1，一個將熱轉(zhuǎn)換成電的過程包括使用熱電半導(dǎo)體化合物370。此轉(zhuǎn)換器370包 括PN硅結(jié)371的陣列。變黑的接收板372連接到所述PN結(jié)371的一個側(cè)面以吸收最大量 的輸入輻射能量。散熱片373連接到所述結(jié)371的另一側(cè)面。轉(zhuǎn)換器370封裝在盒子中， 該盒子在朝向射線365的側(cè)面具有玻璃窗口 374。玻璃窗口對來自所述SOL 325的大多數(shù) 能量輻射是透明的，但是對由所述加熱的接收器372發(fā)射的長波長的輻射是不透明的。操 作中，攜帶CEW 110的光導(dǎo)管通過耦合器310光學(xué)地耦合到與聚焦和準(zhǔn)直系統(tǒng)360 (包括反 射鏡和棱鏡)光學(xué)地對準(zhǔn)的所述分配器準(zhǔn)直器320，以捕獲、對準(zhǔn)并聚焦光線325 (重生成的 消費(fèi)者SOL)，使得射線365直接聚焦到所述熱電轉(zhuǎn)換器370的所述玻璃窗口上，高度聚焦 的、準(zhǔn)直的并且反復(fù)集中的束從其在接收器板372處引起溫度差并且在PN結(jié)371處生成電 流并且可用作電勢375。
權(quán)利要求
一種系統(tǒng)，用于通過一個或多個耐熱光纜的導(dǎo)管傳輸太陽能，其包括第一反射鏡-透鏡系統(tǒng)，用于集中散射的電磁太陽射線到焦平面上，以產(chǎn)生聚焦的射線；反射鏡系統(tǒng)集中器，用于以因子N集中該聚焦的射線；耦合器；用于將該聚焦的射線對準(zhǔn)到光纜的一個導(dǎo)管中的光纜；傳送集中的射線到復(fù)合光波中并將它傳輸?shù)竭h(yuǎn)端的光纜；耦合聚焦準(zhǔn)直器，用于將該復(fù)合波轉(zhuǎn)換成聚焦的射線和將它們對準(zhǔn)到三個濾波器熱、光、及電；用于過濾該熱的熱濾波器；用于過濾該光的光濾波器；用于過濾該電的電濾波器。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，該第一反射鏡_透鏡系統(tǒng)包括拋物柱面或圓形類型 的反射鏡和變焦透鏡系統(tǒng)，并且與該反射鏡系統(tǒng)集中器光學(xué)地耦合。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述反射鏡系統(tǒng)集中器包括與所述光纜的一個或 多個導(dǎo)管光學(xué)地耦合的數(shù)個反射鏡，生成具有高輻射能量的射線的單個反復(fù)集中的光。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述耦合器包括棱鏡和透鏡，將所述反射鏡系統(tǒng)集 中器光學(xué)地對準(zhǔn)到該光纜導(dǎo)管，使得該反射鏡系統(tǒng)集中器的射線進(jìn)入該導(dǎo)管以產(chǎn)生最大反 射。
5.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述單個反復(fù)集中的射線攜帶耗散類型的波，相對 于到達(dá)該拋物柱面反射鏡的能量，整個能量以一到一百萬倍或更高的因子增加。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，基本鄰近于該耦合器的光纜發(fā)射熱混沌耗散的類 似波的信號。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，耦合聚焦和準(zhǔn)直器系統(tǒng)包括棱鏡和透鏡，并且基本 鄰近于該光纜，并且光學(xué)地對準(zhǔn)到分配式準(zhǔn)直器。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述分配式準(zhǔn)直器包括棱鏡和透鏡，并且與所述耦 合聚焦準(zhǔn)直器光學(xué)地對準(zhǔn)，轉(zhuǎn)換重生成的SOL為不同形式的能量熱、光、及電。
9.一種系統(tǒng)，用于將聽得見和聽不見的電磁波轉(zhuǎn)換成能量并將它通過耐熱光纜的光導(dǎo) 管傳輸，其包括第一反射介質(zhì)，包含聲碗； 第二反射介質(zhì)，包括物鏡； 反射鏡系統(tǒng)集中器； 華禹合器； 光纜； 華禹合器 聚焦準(zhǔn)直器； 分配式準(zhǔn)直器； 熱濾波器； 光濾波器；及電濾波器。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，該聲碗包括能夠捕獲聽得見、聽不見、及不可見的 電磁輻射的反射凹面金屬。
11.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，與該變焦透鏡系統(tǒng)光學(xué)地對準(zhǔn)的所述聲碗與所述 反射鏡系統(tǒng)集中器光學(xué)地耦合。
12.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述反射鏡系統(tǒng)集中器包括與所述光纜的一個或 多個導(dǎo)管光學(xué)地耦合的數(shù)個反射鏡，生成具有高輻射能量的非常薄的射線寬度的單個反復(fù) 集中的光(SOL)。
13.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述耦合器包括棱鏡和透鏡，光學(xué)地將所述MSC對 準(zhǔn)到該光纜導(dǎo)管，使得該MSC射線進(jìn)入該導(dǎo)管，以產(chǎn)生最大反射(典型地在45度角)。
14.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述聲音的非聲音的碗和變焦透鏡系統(tǒng)包括所 述反射鏡系統(tǒng)集中器和所述耦合器。
15.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述第一反射鏡_透鏡系統(tǒng)包括所述反射鏡系統(tǒng) 集中器和所述耦合器。
全文摘要
一種用于生成和傳輸能量的系統(tǒng)及制造和使用該系統(tǒng)的方法。用于生成和傳輸能量的系統(tǒng)包括棱鏡、透鏡、反射鏡、光纜或光導(dǎo)管、熱濾波器、光濾波器、及電濾波器。透鏡包括用于捕獲電磁信號(波和粒子)的透鏡系統(tǒng)，該信號來自任何輻射能量源、一個或多個光源、一個或多個反射表面、或任何上的或短的電磁波。一旦接收到電磁信號，通過信號的無限小折疊的方法，所述透鏡系統(tǒng)將信號的強(qiáng)度倍乘n次，該方法基本包含將信號折疊到它們自身數(shù)十到上百萬次的反復(fù)集中的信號，以產(chǎn)生基本集中的信號和投射基本集中的信號到一個單個光纜中。這些基本集中的信號在它們通過這些光纜或任何特殊的光導(dǎo)管的內(nèi)部反射(概念上類似與光纖光纜中的信號反射)時傳輸長的距離。在光纜的遠(yuǎn)端，三個濾波器會提取熱、白光及電。
文檔編號F24J2/00GK101849145SQ200680047785
公開日2010年9月29日 申請日期2006年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月19日
發(fā)明者阿盧伊齊奧·M·克魯茲 申請人:阿盧伊齊奧·M·克魯茲