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無線充電基本原理范文1
關鍵詞 非接觸 電能傳輸 無線
中圖分類號：TM92 文獻標識碼：A
自1889年開始，美籍克羅地亞裔物理學家特斯拉便開始展開對于遠距離無線傳輸電能的研究。但是，經過近百年的發展，無線電能傳輸的應用還主要停留于軍事領域。但與此相比，信號的無線傳輸技術在幾十年內得到突飛猛進的發展?，F在無線通訊網絡幾乎已覆蓋世界的每個角落，進入人類的每個家庭。在解決信號的無線傳輸問題后，近年來，無線電能傳輸問題又重新得到世界科技工作者的廣泛關注。
1非接觸電能傳輸實現方案
目前實現非接觸電能傳輸主要有以下幾種方案：
1.1無線電波實現電能非接觸傳輸
無線電波充電的基本原理類似于早期使用的礦石收音機。美國PowerCast公司利用這一原理開發了一款充電器，可為各種電子產品充電或供電，諸如手機、MP3隨身聽、溫度傳感器、助聽器，甚至汽車零部件和醫療儀器。整個系統主要包含了兩個部件，稱為Power Caster的發射器模塊和稱為Power Harvester的接收器模塊，前者可插入在插座上，后者則嵌入在電子產品上。該充電器的微型高效接收電路，可以捕捉到從墻壁彈回的無線電波能量，在隨負載作出調整的同時保持穩定的直流電壓實現將無線電波轉化成直流電，在約5米范圍內為不同電子裝置的電池充電。
1.2微波實現電能非接觸傳輸
一般應用在較大的空間，很多前人提出了很多的方案。在1980年，加拿大的通信研究中心制造了一架小型飛機，這種飛機能夠接收從地面而來的能量源。利用這一能量，這架小飛機能夠以21公里海拔的高度，在2公里的范圍內飛行。最重要的是，這架飛機能夠一次飛行數個月的時間。長時間飛行的秘密就在于地面上有一個大型微波發射器，機身上也有一個圓型的硅整流二極管天線，能夠將接收到的微波轉換成直流電。
1.3非輻射性諧振磁耦合實現電能非接觸傳輸
這個方法也稱為共振感應耦合，以區別于普通電磁感應耦合，它使用單層線圈，兩端放置一個平板電容器，共同組成諧振回路，減少能量的浪費。由麻省理工學院（MIT）物理教授Marin Soljacic帶領的研究團隊利用該技術點亮了兩米外的一盞60瓦燈泡，并將該技術取名為WiTricity。該實驗中使用的線圈直徑達到50cm，還無法實現商用化，如果要縮小線圈尺寸，接收功率自然也會下降。因此，他們預計在未來幾年內，最終開發出能夠安全為筆記本電腦和其它設備充電的非接觸充電產品。
1.4感應耦合實現電能非接觸傳輸
最早有關感應電能傳輸的技術是日本國家研究院與Yaskawa電氣公司于20世紀八十年代聯合提出來的，到了九十年代初期，新西蘭奧克蘭大學電子電氣工程系電力電子學研究中心以Pro.B0ys為中心的課題小組開始對其展開研究，并將其正式定名為感應耦合電能傳輸技術（Inductively Coupled Power Transfer，簡稱ICPT），即變壓器松耦合非接觸供電。在這之后，Pro.Boys及他所領導的課題小組對感應耦合電能傳輸技術進行了一系列的深入研究，系統地探索了諧振技術在ICPT技術中的應用。
2結論
2010年9月1日，全球首個推動無線充電技術的標準化組織――無線充電聯盟（Wireless Power Consortium，簡稱WPC）在北京宣布將Qi無線充電國際標準率先引入中國。信息產業部通信電磁兼容質量監督檢驗中心也加入該組織?？梢姛o線充電具有很好的市場前景，相信很快就會進入日常生活。本文為適應非接觸電池的發展奠定了基礎。
參考文獻
[1] 王智慧.基于包絡線調制的非接觸電能傳輸模式研究[D].重慶：重慶學，2009：1-3.
[2] 李月朗.基于松耦合變壓器的無線供電充電器技術研究[D].長沙：湖南師范大學，2008：8-13.
無線充電基本原理范文2
該科研小組由6名來自麻省理工學院物理系、電子工程系和計算機系及軍事納米技術研究所的研究人員組成。在實驗中，他們使用了兩個銅線圈，利用諧振原理，成功地通過無線電力傳輸點亮了一個功率為60w的電燈泡。他們將此技術命名為Witricity，即英文“無線”和“電力”二詞的組合，意為“無線電力”技術。
靈感來自手機電池耗盡
多年前的一個深夜，披著睡袍的索爾賈?？讼壬?，被手機“電池耗盡”的報警聲吵醒。索爾賈?？讼壬貞浀?“一個月來，我已經被警報騷擾6次了。突然之間，我想到，如果可以有東西代替普通手機電池的話，該多好?。 钡绻恍枰潆姷脑?，就意味著必須用無線傳輸電力。然后，索爾賈?？司烷_始思考究竟哪種物理現象能幫得上忙。
在過去的100年里，科學家研究出了多種無線傳輸能量的方法。大家最熟悉的可能就是以無線電波為代表的電磁輻射。雖然，無線電波在無線傳輸信息方面表現非凡，但是，卻不可能用于無線傳輸電力。因為，電波是向各個方向傳播的，如果用于傳輸電力，那么大量的能量就會被浪費在無用的空間。
那么像激光那樣的定向電磁輻射可以嗎？激光是很危險的。而且，激光需要在能量傳輸物和接受物之間存在持續不斷的光線，當設備在移動時，激光還需要有成熟的跟蹤裝置。最終，索爾賈?？私淌谙氲搅穗姶胖C振原理。也正是基于對該原理的研究和應用，索爾賈希克教授和其他的研究人員終于通過無線電力點亮了60瓦的燈泡。
物理學的新應用
實際上，電磁諧振原理是物理學的一項基本原理，但為什么過去科學家沒有用以進行無線電力研究呢？麻省理工學院的研究人員喬納普魯斯指出:“以前，人們對這樣的系統沒有需求，所以，也沒有什么動力讓人們去研究。但是在過去的幾年里，便攜式電子設備，如筆記本電腦、手機、MP3等廣泛應用于人們日常生活。所有這些東西都需要由不斷充電的電池來提供能量。而電源的不可移動，就與便攜的初衷產生了矛盾?！?/p>
不過有意思的是，早在50年前，曾一度有關于BBC的傳言出現。傳言中，BBC的科技人員在偵查BBC信號的覆蓋范圍時發現，有一小塊區域沒有BBC的廣播信號。當他們探測那個區域后，發現一處房子的花園里放置了一個銅線圈，與BBC有相同的頻率，然后竊取了一部分能量用于房間供電。如果傳言屬實，那么，人們對無線電力傳輸的熱情就由來已久了。
無線電力安全嗎？
綜觀我們今天的生活，科技的影子無處不在，而現實中每一個我們現在認為是理所當然的細節，其實都是科學先行者嘔心瀝血換來的。筆記本電腦、移動電話、無線上網等科技發明，讓我們變得越來越不受空間的約束。無線電力技術，能讓我們徹底擺脫電池、充電器、插座、電源線嗎？如果這一天真的到來，那么我們人類要為之付出什么樣的代價呢？汽車污染了環境，電腦手機都有輻射，那么無線電力又會給我們帶來什么呢？
不可否認的是，目前的實驗仍有很多沒有解決的問題。首先，在無線電力的實驗中，高達45%的能量在傳輸至燈泡的途中損耗掉了，也就是說該系統的供電效能僅為普通化學電池的一半。如何控制能源傳輸的損耗，是擺在研究人員面前的重大課題。此外，目前進行電力傳輸的銅線圈體積龐大且非常笨重，足有0.6米高。如果要用于家用電器，必須實現銅線圈的最小化。索爾賈?？私淌诒硎?，盡管以后可以對銅線圈進行精簡，但是怎樣將銅線圈精簡到便于筆記本電腦等小家電，還有很長的路要走。
不過索爾賈?？私淌谌匀环浅酚^，他認為這些問題將在3至5年內解決?！拔覀兿Ｍ娫春碗娖髦g的距離能達到4至5米，銅線圈能小到可以安裝到手提電腦里，輸電效率也能大幅提高。屋子里只要有個無線電源，手機、MP3和電腦就隨時充電工作了?！?/p>
至于電磁場的安全性，研究者認為也不必擔心，因為它與生物體相互作用很小，不太可能產生嚴重的副作用。無論是人還是其他生物，無線電力都是很安全的，不會對健康產生任何明顯危害。有專家稱，生物機體會對電磁場產生強烈的反應，正如微波爐會將肉類食品烤熟一樣。據此，無線電力傳輸的研究人員稱，只要人在距離微波爐3米以外的地方，微波就不會對人體產生傷害。同樣道理，使用無線電力的電燈，不會對在燈下閱讀的人產生危害。在燈泡實驗中，房間內的手機、筆記本電腦、信用卡等物品都沒有受損。有趣的是，這種互不干擾還是相互的。也就是說，生物體及其他物體也不會妨礙無線電力的傳輸。
接下來，研究人員會把研究范圍擴展到嘗試吸塵器或者筆記本電腦。我們希望，有越來越多的電子產品可以擺脫“長尾巴”，真正地實現自由移動。
鏈 接:電磁諧振原理
無線充電基本原理范文3
[關鍵詞]非接觸式電能傳輸；耦合；數學模型 文章編號：2095-4085（2017）05-0084-02
1介紹
傳統的方法需要電氣連接電源供應系統和負載，但是在一些惡劣的環境如化工、地下開采、水下作業等，特別是供電電源需要移動或者有荷載的時候，因為它是不安全的裸導體和有其他約束，所以系統的安全性和可靠性較低，極大地限制了應用程序。非接觸式電能傳輸系統是一個松散耦合的感應系統，使用空氣作為耦合介質，電氣設備通過高頻輻射的方式不需要跟任何電氣連接。系統有手機的優勢和靈活性，不受環境影響，即使是在惡劣的環境下也可以提供清潔、穩定和安全的移動電力。本文介紹了非接觸式電能傳輸系統的結構和原理，分析了影響傳輸效率的因素，并描述了使用的耦合效應誘發電位之間的初級和二級子系統。
2系統組成和工作原理
非接觸式電能傳輸系統是基于電磁感應原理理論的，核心部分就是通過輻射和接收高頻率電磁能量，實現松耦合變壓器代替傳統變壓器的初級和次級線圈上封閉的鐵芯。非接觸式電能傳輸系統有一個單獨的電感耦合電路，主和二次繞線組在不同的磁結構實現能量耦合沒有能量和負載之間的物理連接。根據相對運動在初級和二級子系統之間有三個不同種類的感應耦合功率傳輸系統。在外加電壓的作用下，原邊的松散耦合變壓器產生交變磁通，主要因為磁勢是松散耦合變壓器的氣隙。非接觸式電能傳輸系統中松散耦合變壓器的初級線圈和次級線圈之間的傳播媒體是空氣。氣體的間隙非常小，變壓器在松散耦合狀態和漏磁大，耦合系數大大低于傳統的變壓器，必須減少電路電力傳輸的損失。為了產生足夠的電能來滿足負載的需求，切實可行方法是增加的交流頻率，主要以增加交變磁場的頻率來獲得更大的二次感應電勢。高頻交流電通常在10kHz～100kHz。變化的磁場會在初級和二級子系統之間產生強烈的電磁感應，所以我們可以在二級子系統根據電磁感應法律和楞次定律獲得感應電動勢。非接觸式電能傳輸系統結構在初級和二級子系統之間沒有物理連接。當系統工作時，兩個或兩個三相交流電源整流和過濾成直流電（DC）電能，直流電源提供了輸入為高變頻器輸入的高頻交流電，才能獲得相應頻率的感應電流，實現供應通過調節的負載電壓、電流和階段。松耦合變壓器的一次繞組和二次繞組都是相對獨立的，能保持相對靜止或可移動的狀態，初級線圈通常用于擴展電路，次級線圈是一個有開放口子的磁鐵，所以這兩個線圈允許很長一段距離的相對運動。主繞組可以輻射電磁能量給多個二次繞組，電能同時滿足多個負載不同的應用需求。
3系統模型
因為非接觸式電能傳輸系統的主要和次要子系統是在松散耦合狀態下的，傳統的變壓器模型是基于磁組件完成的，已經不再合適，所以我們使用共同的耦合感模型，分析了系統的電磁關系，同時引入二級子系統的反應阻抗來描述電力傳輸能力。該模型不需要單獨的耦合電感和泄漏電感，充分考慮磁化電感和漏電感對系統的影響。
非接觸式電能傳輸系統是一個松散耦合的結構，在主要和次要電路之間有一個間隙，一方面實現子系統之間的電源提供，彌補傳統固有的缺陷電能傳輸；另一方面，大型氣隙的存在會產生類似于啟動系統泄露的效果，甚至高于起始的輸電容量和有限效率。非接觸式電能傳輸系統的輸出能力很大程度取決于負載阻抗、輸出功率。因此在應用程序中我們通常在主要和次要系統中采取有效的補償措施，提高二級子系統的穩定性和功率因數，在同一時間降低電源變換器的電壓和電流應力。
4工程應用
非接觸式電能傳輸系統引起了學術界和工程界的關注，正在不斷發展和進步，并已廣泛應用于傳輸設備、機器人、舞臺系統和其他領域，目前有幾個典型的案例：（1）日本已經生產出“無線輸電器”，這就意味著可以開始告別插座時代。這種無線電器就是由4層塑膠薄片來構成感應器，當輸電器感應到附近設備中的接收器時，就可以在特定某些區域提供無線電能從而可以告別麻煩的插座插頭了。（2）在新西蘭也成功地開發了兩項有關非接觸電能傳輸的實用項目，一是運行于新西蘭惠靈頓大隧道中的高速公路發光分道貓眼系統；另一個使用于新西蘭Rotorua國家地熱公園的40 kW非接觸充電電動機車。（3）日本大阪富庫公司的單軌行車和無電瓶自動運貨車，這些設備當前已成功的用于許多材料運輸系統中。（4）美國通用汽車公司推出的EVI非接觸感應充電系統電車。由美國通用汽車公司的一個分公司研制的最先進商業化的電車感應耦合充電器。需要充電時，只需將充電板插入車輛的充電端口即可。感應耦合能量傳遞的頻率可以在80 kHz到350 kHz范圍內變動。充電可以反復進行，過程簡單、安全、高效。
無線充電基本原理范文4
關鍵詞：無人飛行器；變電站；巡檢；工作模式；分析
1 引言
如今變電站無人值班模式在電力系統的廣泛推行，出現機構精簡、工作量加大的現實問題。加之傳統的巡檢任務范圍廣、工作量大、及其重復性，很容易導致一部分巡檢人員產生厭煩心理，巡檢工作不到位。變電站無人值班模式的進展，在一定程度上還存在因無人在現場及時監視、巡視而帶來的一系列問題，甚至留下安全運行隱患。隨著國家電網公司無人機巡檢技術的逐步深化應用，無人機應用到變電站巡檢中可大大提高電力維護和檢修的速度，代替人工攀爬巡檢，使許多工作能在完全帶電的環境下迅速完成，確保了用電安全。而且可將運維人員從繁重的巡視工作中解放出來，投入到運維一體及設備診斷分析工作中去，從而提高運維工作效率，本文針對變電站設備巡檢無人機的實際應用經驗進行了探析。
2 無人機巡檢系統介紹
2.1基本原理及其優勢
無人機行業是集多種學科，多種領域于一身的新型高科技行業。對于跨度極大的輸電走廊及多山地帶的電力線路的檢修和巡線，四軸飛行器有著得天獨厚的優勢，尤其是在惡劣天氣下，無人四軸可以對災害高發地帶進行重點監測，并時時傳回現場數據。同時小型的無人四軸飛行器還可以應用于核電站等高危場所的安檢排查工作，而在復雜地形下有足夠升力的無人機可以為電力線路的架設提供極大方便。另外在無線輸電技術成熟之后，四軸飛行器與無線輸電技術的結合將徹底解決無人機的動力供應問題。
2.2智能巡檢無人機的視覺導航結構
①要具備圖像采集分析功能。由于搭載了多項檢測設備，例如它的可見光CCD就能采集可見光圖像，進而實現設備外觀檢查，發現設備的異物懸掛、銹蝕等異?，F象。而紅外熱像儀也能記錄設備開關閘刀與斷路器的現場實際位置，包括油位計位置、表計讀數等。另外，紅外熱像儀對人工檢測時設備的熱缺陷捕捉非常靈敏，能夠通過紅外測溫來明確設備溫度是否異常。
②要具備無線傳輸功能。智能巡檢無人機在采集視頻信號與音頻信號時必須首先進行智能預處理行為，并將采集信號傳輸給變電站監控管理中心。另外，無人機也會接收到來自于監控管理中心的各項控制命令，所以巡檢機器本體與后臺監控中心是時刻保持無線通訊及傳輸功能狀態的。
③要具備視覺導航定位功能。視覺導航定位也是本文探討的重點。巡檢機器可以按照視覺導航預先規劃好的軌跡行進，這也包括直行、停止、拐彎等動作。當機器到達指定位置需要進行車身調節時，它就會實施可見光CCD旋轉、紅外線角度調節、電氣仰俯角度調整等等動作，保持最佳設備拍攝位置。
3 變電站巡視無人機方案設計
3.1無人機整體系統組成
智能巡檢無人機通過定期巡檢變電站設備來實現變電站正常運維，它的巡檢目標主要是通過機器自身視覺、無線通訊與人工智能功能來實現自主規律性巡檢，達到提高變電站巡檢工作自動化程度與工作效率的目的。
無人機與巡視機器人在本質上都是為各種電力檢測設備提供一個移動式平臺，因此對于無人機在變電站中的應用也可以借鑒巡視機器人的思路，并在此基礎上進行一定的擴展。考慮到無人機在空中飛行，與地面機器人相比更適合于搭載驅鳥設備進行驅鳥工作。因此可以將驅鳥器、可見光攝像頭和紅外攝像頭運用于無人機上。整體系統包括五大部分。
①無人機。用于搭載運動攝像機、紅外成像儀及驅鳥器，部件包括電機、電調、飛控模塊、慣性測量單元、CPS模塊、動力電池、電源管理模塊、遙控圖傳一體化模塊、云臺等。飛行器部分可采用四軸飛行器，450mm碳纖維機架。
②地面站。用于與無人機進行通訊，實現無人機按照設定的航跡及時間進行自主定時飛行。通過地面站中的程序即可設定無人機的巡視策略，具體包括巡視周期和一天之中具體的巡視時間，并與無人機上的飛控模塊、慣性測量單元、CPS模塊配合，設定無人機自主航行的路線。
③運動攝像機。用于對變電站內斷路器、隔離開關等設備的分合閘位置及各類設備外觀進行檢查，以判斷設備的運行工況。運動攝像機像素可采用1200萬，數據傳輸速率為30M/s，數據傳輸接口采用AV接口。
④紅外成像儀。用于對電力設備進行紅外成像，通過設備溫度間接判斷其導電性和絕緣性等運行工況。紅外成像儀應采用致冷型紅外成像儀，測量范圍為-40～550℃，支持變焦，放大率為2-4X，最大分辨率為2℃，數據傳輸接口為USB接口。
⑤驅鳥器。用于驅逐變電站中的鳥類，防止電力設備因鳥類或鳥巢造成短路事故。具體可采用多模式驅鳥器，包括聲光及超聲波2種驅鳥模式。驅鳥器光線部分采用532nm的棒狀綠色激光，聲音部分可自定義加載音頻，超聲波部分采用的頻段為16～25kHz。驅鳥器可通過切換開關對具體驅鳥模式進行切換，驅鳥器為獨立供電，即通過1.5V干電池進行供電，并通過支架固定于o人機機架上。
3.2 變電站無人機巡檢需要注重的幾個方面
由于變電站巡視與輸電巡線在具體工作環境上特點不同，因此在飛行器未來的研究方向上也會有不同的側重點。對于變電站巡視無人機，需要著重注意以下幾點
①安全性研究。變電站中各種高壓帶電設備布局復雜，且隨著生產用地日趨緊張，未來變電站建設都將朝著緊湊化的方向發展。這種情況下，如何保證飛行器在空間狹小的高壓帶電場所安全飛行就是一個急需解決的問題。目前的基本思路是在飛行器的巡航路線上規避此類風險，比如在帶電場區限高飛行等。
②精準定位與控制技術研究。精準控制技術對行器具有至關重要的意義。同時，精準控制技術還將對飛行器其它頂層功能的實現產生重大影響，如避障功能、自動充電功能等都有賴于精準控制的實現。目前消費級無人機多采用CPS技術和超聲波技術進行定位，而這2種技術均存在較大的測量誤差，制約控制精度的進一步提高。由行器與機器人在定位技術上具有一定的共通之處，因此未來對飛行器定位技術的研究可以借鑒機器人的相關技術，而飛行器定位技術的發展反過來也將促進機器人技術的發展。
③電源技術研究。目前電池仍是制約飛行器性能提高的瓶頸，主要問題在于缺少充電時間短、體積小、重量輕、容量較大、使用壽命較長的電池。電池的充電時間和容量直接影響飛行器使用的便捷性，而體積及重量則限制了飛行器對其它檢測設備的搭載能力。
4 結語
電力系統是一個結構非常復雜、對可靠性要求特別高的自動化系統，它運行的安全性與穩定性將會關系到社會民生的安全，所以需要新材料以及新技術的支撐。變電站為電力系統的主要環節之一，無人機在電力變電巡檢中的應用具有十分重要的意義，將大大提高電力系統自動化程度，同時減少運行人員勞動強度，提高設備巡檢質量。隨著變電站維護需求的不斷提升，我們還需要結合無人機的特點，借鑒并吸收其它行業的先進技術和做法，從而促進電力行業的技術發展。
參考文獻：
無線充電基本原理范文5
一、光熱利用
太陽能是光能和內能的組合，太陽能中的內能是通過紅外線直接輻射到地球，光能是通過光子傳播到地球.光熱利用是將太陽輻射能收集起來，通過與物質的相互作用轉換成內能加以利用.在實際應用中出現的新產品早已琳瑯滿目.
1.太陽能熱水器系統
由于將太陽能轉化為溫度不太高的熱水，只要用簡單的裝置即可實現，因而被廣泛采用.目前，在我國市場上常見的太陽能熱水器有以下幾類：
（1）平板太陽能熱水器.它由平板集熱器與熱水箱組成，一般采用自然循環運行方式.
（2）真空管熱水器.它由多支玻璃真空集熱管直接插入水箱構成，一般采用自然對流換熱；每支真空集熱管與水箱插孔間放置硅橡膠制成的密封圈.真空集熱管的熱損系數小，故用它做成的太陽能熱水器在冬季有較好的熱性能.
（3）悶曬式熱水器.它是集熱與貯熱合二為一的整體式熱水器，一般由兩至三個涂黑的圓筒組成，結構簡單、造價低，但夜間散熱大，熱水不能過夜使用，在冬季也不能用.
2.被動式太陽能建筑
被動式太陽能建筑是指太陽能向室內的傳遞不借助于機械動力，完全由自然的方式，即蓄熱體進行的建筑形式.所謂蓄熱體一般指可以儲存熱量的集熱體，蓄熱體的材料很簡單，可以是液態的水、鹽水、油等液體，也可以是固體的磚瓦、預制混凝土、沙、黏土、石塊等.蓄熱體設置在太陽能接收式冷暖系統的建筑物的任何位置都會發揮功用，但為了能發揮最大限度的功能，必須選擇理想的位置.
3.太陽能制冷
一般來說，太陽能制冷有兩種方式：一是通過太陽能集熱器將太陽能轉換成內能，驅動吸附式或吸收式制冷機達到制冷的目的；二是將太陽能由光電池轉換成電能，驅動常規電冰箱制冷.比較以上兩種方式，利用內能制冷具有造價低、系統運行費用低和結構簡單的特點，特別適合發展中國家和偏遠農村采用.
4.全天候太陽能灶
根據拋物面聚光原理、光熱轉換原理、熱能存貯與傳導原理研制發明.該太陽能灶主要由聚光罩、集熱器、保溫儲能箱、支撐架、自動跟蹤調節裝置、導熱體、保溫蓋等幾部分組成.在陽光相對好的天氣，內部溫度可以達到280℃以上.
此外，在光熱應用方面，還出現了太陽能熱泵采暖系統、采暖降溫凈化器、太陽能輔助電加熱低溫地板輻射采暖等諸多新產品，感興趣的同學可上網檢索.
二、太陽能發電
太陽能的大規模利用是用來發電.利用太陽能發電的方式主要有“光―熱―電轉換”和“光―電轉換”兩種.
1.太陽能發電的原理
（1）光―熱―電轉換.即利用太陽輻射所產生的內能發電.一般是用太陽能集熱器將所吸收的內能轉換為工作的蒸氣，然后由蒸氣驅動氣輪機帶動發電機發電.前一過程為光―熱轉換，后一過程為熱―電轉換.在集熱過程中，一般采用拋物面型的聚光鏡將太陽熱集中，使用計算機讓聚光鏡追隨太陽轉動，這種方式的熱效率很高，將引擎放置在焦點的技術發展的可能性最大.
（2）光―電轉換.其基本原理是利用“光生伏打效應”將太陽輻射能直接轉換為電能，它的基本裝置是太陽能電池.太陽能電池就是利用光生伏打效應制成的一種光電器件.太陽能電池與普通的化學電池（干電池、蓄電池）完全不同，是一種物理性質電源.雖然太陽光一照射太陽電池就能發電，但它與一般的發電機大相徑庭，它無旋轉和磨損，能靜悄悄地發電.
2.太陽能發電的應用
（1）大規模并網發電
世界上現有的太陽能熱發電系統大致有三類：槽式線聚焦系統、塔式系統和碟式系統.
①槽式線聚焦系統.該系統是利用拋物柱面槽式反射鏡將陽光聚焦到管狀的接收器上，并將管內傳熱工質加熱，在換熱器內產生蒸氣，推動常規汽輪機發電.1985年起先后在美國加州建成9個發電裝置，總容量354兆瓦，年發電總量10.8億千瓦時.隨著技術不斷進步，系統效率由起初的11．5％提高到13．6％，建造費用和發電成本也在不斷降低.
②塔式系統.塔式太陽能熱發電系統的基本形式是利用一組獨立跟蹤太陽的定日鏡，將陽光聚集到一個固定在塔頂部的接收器上，用以產生高溫驅動發電系統發電，其總發電效率可達到25～28％.美國和以色列對此具有較強的技術實力，這一系統正在走上商業化的道路.
③碟式系統.拋物面反射鏡／斯特林系統是由許多鏡子組成的拋物面反射鏡組成，接收器在拋物面的焦點上，接收器內的傳熱工質被加熱到75O℃左右，驅動發動機進行發電.
美國熱發電計劃與Cummins公司合作，1991年開始開發商用的是7千瓦碟式／斯特林發電系統，目前這一系統的產量已超過1000臺.該種系統適用于邊遠地區獨立電站.由于這一系統光學效率高，啟動損失小，效率高達29％，在三類系統中位居首位.
（2）太陽能電池的應用
根據所用材料的不同，太陽能電池還可分為：硅太陽能電池、多元化合物薄膜太陽能電池、聚合物多層修飾電極型太陽能電池、納米晶太陽能電池四大類，其中硅太陽能電池是目前發展最成熟的，在應用中居主導地位.目前，其應用已從軍事領域、航天領域進入工業、商業、農業、通信、家用電器以及公用設施等部門，尤其適合在邊遠地區、高山、沙漠、海島和農村使用.
電池行業是21世紀的朝陽行業，發展前景十分廣闊.在電池行業中，最沒有污染、市場空間最大的應該是太陽能電池.太陽能電池的研究與開發越來越受到世界各國的廣泛重視.
（3）家庭化的應用
太陽能發電雖受晝夜、晴雨、季節的影響，但可以分散地進行，所以它適合于各家各戶分散進行發電，而且要連接到供電網絡上.太陽電池已逐步成為家用電器的“能源心臟”.
①太陽能電話.以太陽能作能源的無線電話已在英國一家無線電公司問世.它利用頂端上裝的太陽能接收板，可以不斷給電池充電.使用者的聲音通過無線電波輸入附近的電話交換機，再傳送到各地電話通訊網絡.
②太陽能冰箱.法國的太陽能冰箱以甲醇為制冰劑，每24h可制冰10kg，保鮮30kg食物.印度研制出一種倉庫用的大型太陽能冰箱，上部裝的拋物線鏡面將陽光集中在半導體網孔上，把光轉換成電流，使箱內溫度保持在－2℃，可冷藏500kg食品，每天還可制出25kg冰.
③太陽能空調器.日本夏普電器公司制造的這種空調裝置，當天氣晴朗時，全部動力都由陽光供給，多云或陰天時才使用一般電源.期間的轉換由控制系統自動完成，用它可使一間18m2的居室室溫保持在20℃左右，并較一般空調器節約電費60％以上.
無線充電基本原理范文6
【關鍵詞】光伏發電；原理；特點；應用
1.光伏發電的基本原理
光伏發電是根據光生伏特效應原理，利用太陽能電池將太陽光能直接轉化為電能。不論是獨立使用還是并網發電，光伏發電系統主要由太陽能電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成，它們主要由電子元器件構成，不涉及機械部件，所以光伏發電設備極為精煉，可靠穩定壽命長、安裝維護簡便。太陽能光伏發電的最基本元件是太陽能電池（片），有單晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜電池等。目前，單環保晶和多晶電池用量最大，非晶電池用于一些小系統和計算器輔助電源等。
1.1太陽能光伏發電系統的組成
太陽能光伏發電系統主要由太陽能光伏電池組，光伏系統電池控制器，蓄電池和交直流逆變器是其主要部件。其中的核心元件是光伏電池組和控制器。各部件在系統中的作用是：
光伏電池：光電轉換
控制器：作用于整個系統的過程控制。光伏發電系統中使用的控制器類型很多，如2點式控制器，多路順序控制器、智能控制器、大功率跟蹤充電控制器等，我國目前使用的大都是簡單設計的控制器，智能型控制器僅用于通信系統和較大型的光伏電站。
蓄電池：蓄電池是光伏發電系統中的關鍵部件，用于存儲從光伏電池轉換來的電力。目前我國還沒有用于光伏系統的專用蓄電池，而是使用常規的鉛酸蓄電池。
交直流逆變器：由于它的功能是交直流轉換，因此這個部件最重要的指標是可靠性和轉換效率。并網逆變器采用最大功率跟蹤技術，最大限度地把光伏電池轉換的電能送入電網。
1.2太陽能光伏電池板
太陽能電池主要使用單晶硅為材料。用單晶硅做成類似二極管中的P-N結。工作原理和二極管類似。只不過在二極管中，推動P-N結空穴和電子運動的是外部電場，而在太陽能電池中推動和影響P-N結空穴和電子運動的是太陽光子和光輻射熱。也就是通常所說的光生伏特效應原理。目前光電轉換的效率，大約是光伏電池效率大約是單晶硅13%-15%，多晶硅11%-13%。目前最新的技術還包括光伏薄膜電池。
很久以前法國物理學家A.E.Becquerel在實驗室中發現液體的光生伏特效應（由光照射在液體蓄電池的金屬電極板上使得蓄電池電路中的伏特表產生微弱變化）至今，在所有能找到的材料中，由單晶硅做成的P-N結光伏電池是光電轉換效率最高的材料。
1.3太陽能光伏發電系統的分類
目前太陽能光伏發電系統大致可分為三類，離網光伏蓄電系統，光伏并網發電系統及前兩者混合系統。
（1）離網光伏蓄電系統。這是一種常見的太陽能應用方式。在國內外應用已有若干年。系統比較簡單，而且適應性廣。只因其一系列種類蓄電池的體積偏大和維護困難而限制了使用范圍。
（2）光伏并網發電系統，當用電負荷較大時，太陽能電力不足就向市電購電。而負荷較小時，或用不完電力時，就可將多余的電力賣給市電。在背靠電網的前提下，該系統省掉了蓄電池，從而擴張了使用的范圍和靈活性，并降低了造價。
（3）A，B兩者混合系統，這是介于上述兩個方之間的系統。該方案有較強的適應性，例如可以根據電網的峰谷電價來調整自身的發電策略。但是其造價和運行成本較上述兩種方案高。
2.光伏發電的特點
與常用的火力發電統相比，光伏發電的優點主要體現在：
（1）無枯竭危險。
（2）安全可靠（并網電壓一般在220V以下），無噪聲，無污染排放外，絕對干凈（無公害）。
（3）不受資源分布地域的限制，可利用建筑屋面的優勢（資源的充足性及潛在的經濟性等，例如：無電地區，以及地形復雜地區）。
（4）無需消耗燃料和架設輸電線路即可就地發電供電。
（5）能源質量高。
（6）使用者從感情上容易接受，實用性強。
（7）建設周期短，獲取能源花費的時間短且使用壽命長，具有免維護性。
缺點：
（1）照射的能量分布密度小，即要占用巨大面積。
（2）獲得的能源同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關。
（3）發電成本高。
（4）光伏板制造過程中不環保。
3.光伏發電的應用領域
（1）用戶太陽能電源：1）小型電源10-100W不等，用于邊遠無電地區如高原、海島、牧區、邊防哨所等軍民生活用電，如照明、電視、收錄機等；2）3-5KW家庭屋頂并網發電系統；3）光伏水泵：解決無電地區的深水井飲用、灌溉。
（2）交通領域如航標燈、交通、鐵路信號燈、交通警示標志燈、路燈、高空障礙燈、高速公路、鐵路無線電話亭等。
（3）通訊通信領域：太陽能無人值守微波中繼站、光纜維護站、廣播、通訊、尋呼電源系統；農村載波電話光伏系統、小型通信機、士兵GPS供電等。
（4）石油、海洋、氣象領域：石油管道和水庫閘門陰極保護太陽能電源系統、石油鉆井平臺生活及應急電源、海洋檢測設備、氣象、水文觀測設備等。
（5）家庭燈具電源：如庭院燈、路燈、手提燈、野營燈、登山燈、垂釣燈、節能燈等。
（6）光伏電站：10KW-50MW獨立光伏電站、風光（柴）互補電站、各種大型停車廠充電站等。
（7）太陽能建筑將太陽能發電與建筑材料相結合，使得未來的大型建筑實現電力自給，是未來一大發展方向。
（8）其他領域包括：1）與汽車配套：太陽能汽車、電動車、電池充電設備、汽車空調、換氣扇、冷飲箱等；2）太陽能制氫加燃料電池的再生發電系統；3）海水淡化設備供電；4）衛星、航天器、空間太陽能電站等。
