專利名稱：高效太陽(yáng)能照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽(yáng)能照明技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高效太陽(yáng)能照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，大部分的太陽(yáng)能裝置主要用于加熱和發(fā)電，如太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能灶、太陽(yáng)能電池等。若要將太陽(yáng)能用于室內(nèi)照明，則需經(jīng)太陽(yáng)能電池將光能先轉(zhuǎn)化成電能，電能經(jīng)過(guò)存儲(chǔ)或傳輸，再通過(guò)燈具轉(zhuǎn)換為光能，能量經(jīng)過(guò)了光-電-光的轉(zhuǎn)換才被應(yīng)用于實(shí)際照明，轉(zhuǎn)換過(guò)程復(fù)雜，效率低，更因?yàn)槟壳澳艽笠?guī)模生產(chǎn)的太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率還普遍不高，致使能源利用率較低，且設(shè)備成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中太陽(yáng)能系統(tǒng)用于照明時(shí)能量轉(zhuǎn)換過(guò)程復(fù)雜、效率低的不足，提供一種高效太陽(yáng)能照明系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，節(jié)能環(huán)保，有效提高了太陽(yáng)能的利用效率，成本低，適用范圍廣，便于推廣使用。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種高效太陽(yáng)能照明系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能采集模塊、照明模塊和用于將太陽(yáng)能采集模塊所采集的光能傳輸給照明模塊的光能傳輸模塊，其特征在于所述太陽(yáng)能采集模塊包括底座和安裝在底座中間位置處的太陽(yáng)光跟蹤架，所述太陽(yáng)光跟蹤架的頂端安裝有多個(gè)光纖束插座，多個(gè)光纖束插座上對(duì)應(yīng)安裝有多個(gè)反射式聚光鏡，多個(gè)反射式聚光鏡的上方對(duì)應(yīng)位置處通過(guò)透鏡架安裝有多個(gè)菲涅爾透鏡，所述透鏡架的底端與太陽(yáng)光跟蹤架相接且落在光纖束插座的外側(cè)，所述底座上還安裝有防塵罩、與太陽(yáng)光跟蹤架相接的控制電路和與控制電路相接且用于檢測(cè)太陽(yáng)的相對(duì)方位的傳感器，所述控制電路采集傳感器所檢測(cè)到的太陽(yáng)的相對(duì)方位信號(hào)并經(jīng)過(guò)分析處理后輸出相應(yīng)的跟蹤控制信號(hào)給太陽(yáng)光跟蹤架，所述太陽(yáng)光跟蹤架、光纖束插座、反射式聚光鏡、 透鏡架、菲涅爾透鏡、控制電路和傳感器均落在防塵罩和底座所構(gòu)成的密閉空間內(nèi)；所述光能傳輸模塊由對(duì)應(yīng)連接在多個(gè)反射式聚光鏡輸出端口處的多個(gè)光纖束構(gòu)成；所述照明模塊由分別對(duì)應(yīng)與多個(gè)光纖束的輸出端相連接的擴(kuò)束裝置和連接在擴(kuò)束裝置下端的照明燈構(gòu)成。上述的高效太陽(yáng)能照明系統(tǒng)，所述反射式聚光鏡的輸入端口徑與菲涅爾透鏡形成的太陽(yáng)像斑相匹配，所述反射式聚光鏡距菲涅爾透鏡的距離與菲涅爾透鏡的焦距相匹配， 所述反射式聚光鏡的輸出端口徑與光纖束的直徑相匹配。上述的高效太陽(yáng)能照明系統(tǒng)，所述底座上開(kāi)有供光纖束和供電線路穿過(guò)的小孔。上述的高效太陽(yáng)能照明系統(tǒng)，所述反射式聚光鏡與光纖束插座為一體結(jié)構(gòu)。上述的高效太陽(yáng)能照明系統(tǒng)，多個(gè)菲涅爾透鏡分別對(duì)應(yīng)位于多個(gè)反射式聚光鏡的正上方。上述的高效太陽(yáng)能照明系統(tǒng)，所述太陽(yáng)能采集模塊通過(guò)膨脹螺栓安裝在建筑物的水平頂面、傾斜墻面或垂直墻面上。
上述的高效太陽(yáng)能照明系統(tǒng)，所述照明燈由燈罩和燈頭構(gòu)成。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明利用菲涅爾透鏡和反射式聚光鏡直接對(duì)太陽(yáng)光進(jìn)行采集，用光纖束傳輸 光能，最后將光能經(jīng)照明模塊直接用于照明，反射式聚光鏡將菲涅爾透鏡會(huì)聚的太陽(yáng)光進(jìn) 一歩會(huì)聚，提高了太陽(yáng)光耦合到光纖束中的效率，進(jìn)而提高了整體的能量利用率，整個(gè)過(guò)程 中不經(jīng)過(guò)能量轉(zhuǎn)換，太陽(yáng)能利用效率高、節(jié)能環(huán)保，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且設(shè)計(jì)合理。2、本發(fā)明所采用的菲涅爾透鏡相比于傳統(tǒng)透鏡具有厚度小、重量輕的特點(diǎn)，采用 菲涅爾透鏡可以具有比傳統(tǒng)透鏡口徑更大的口徑，接受更多的太陽(yáng)光。3、本發(fā)明的反射式聚光鏡與光纖束插座為一體結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，提高了耦合效 本。4、本發(fā)明的太陽(yáng)能采集模塊安裝在密封防塵罩內(nèi)，免受外界環(huán)境侵蝕污染，延長(zhǎng) 了其使用壽命。5、本發(fā)明經(jīng)優(yōu)化減輕了整個(gè)太陽(yáng)能采集模塊的重量，即使該太陽(yáng)能采集模塊在安 裝于傾斜墻面上時(shí)，跟蹤架仍能正常工作，從而使該太陽(yáng)能采集模塊的安裝位置不局限于 樓頂?shù)人矫?，還可安裝于建筑物的傾斜甚至垂直墻面，增強(qiáng)了整個(gè)系統(tǒng)的適用性。綜上所述，本發(fā)明的太陽(yáng)能利用率高，使用壽命長(zhǎng)，適用范圍廣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本 低，節(jié)能環(huán)保，便于推廣使用。下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)ー步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明太陽(yáng)能采集模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明菲涅爾透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明反射式聚光鏡與光纖束插座的連接示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1-太陽(yáng)能采集模塊；1-1-底座；1-2-太陽(yáng)光跟蹤架；1-3-光纖束插座； 1-4-反射式聚光鏡；1-5-透鏡架；1-6-菲涅爾透鏡； 1-7-防塵罩；1-8-控制電路；1-9-傳感器；2-1-光纖束；3-1-擴(kuò)束裝置；3-2-照明燈；4-膨脹螺栓。
具體實(shí)施例方式如圖1、圖2圖3和圖4所示，本發(fā)明包括太陽(yáng)能采集模塊1、照明模塊3和用于將 太陽(yáng)能采集模塊1所采集的光能傳輸給照明模塊3的光能傳輸模塊2，所述太陽(yáng)能采集模塊 1包括底座1-1和安裝在底座1-1中間位置處的太陽(yáng)光跟蹤架1-2，所述太陽(yáng)光跟蹤架1-2 的頂端安裝有多個(gè)光纖束插座1-3，多個(gè)光纖束插座1-3上對(duì)應(yīng)安裝有多個(gè)反射式聚光鏡 1-4，多個(gè)反射式聚光鏡1-4的上方對(duì)應(yīng)位置處通過(guò)透鏡架1-5安裝有多個(gè)菲涅爾透鏡1-6， 所述透鏡架1-5的底端與太陽(yáng)光跟蹤架1-2相接且落在光纖束插座1-3的外側(cè)，所述底座 1-1上還安裝有防塵罩1-7、與太陽(yáng)光跟蹤架1-2相接的控制電路1-8和與控制電路1-8相接且用于檢測(cè)太陽(yáng)的相對(duì)方位的傳感器1-9，所述控制電路1-8采集傳感器1-9所檢測(cè)到的太陽(yáng)的相對(duì)方位信號(hào)并經(jīng)過(guò)分析處理后輸出相應(yīng)的跟蹤控制信號(hào)給太陽(yáng)光跟蹤架1-2，所述太陽(yáng)光跟蹤架1-2、光纖束插座1-3、反射式聚光鏡1-4、透鏡架1-5、菲涅爾透鏡1-6、控制電路1-8和傳感器1-9均落在防塵罩1-7和底座1-1所構(gòu)成的密閉空間內(nèi)；所述光能傳輸模2由對(duì)應(yīng)連接在多個(gè)反射式聚光鏡1-4輸出端口處的多個(gè)光纖束2-1構(gòu)成；所述照明模塊3由分別對(duì)應(yīng)與多個(gè)光纖束2-1的輸出端相連接的擴(kuò)束裝置3-1和連接在擴(kuò)束裝置3-1 下端的照明燈3-2構(gòu)成。如圖1、圖2圖3和圖4所示，本實(shí)施例中，所述反射式聚光鏡1-4的輸入端口徑與菲涅爾透鏡1-6形成的太陽(yáng)像斑相匹配，所述反射式聚光鏡1-4距菲涅爾透鏡1-6的距離與菲涅爾透鏡1-6的焦距相匹配，所述反射式聚光鏡1-4的輸出端口徑與光纖束2-1的直徑相匹配。所述底座1-1上開(kāi)有供光纖束2-1和供電線路穿過(guò)的小孔。所述反射式聚光鏡1-4與光纖束插座1-3為一體結(jié)構(gòu)。多個(gè)菲涅爾透鏡1-6分別對(duì)應(yīng)位于多個(gè)反射式聚光鏡1-4的正上方。所述太陽(yáng)能采集模塊1通過(guò)膨脹螺栓4安裝在建筑物的水平頂面、傾斜墻面或垂直墻面上。所述照明燈3-1由燈罩和燈頭構(gòu)成。本發(fā)明的工作原理及工作過(guò)程是通過(guò)膨脹螺栓4將太陽(yáng)能采集模塊1安裝在樓頂或任何能夠長(zhǎng)時(shí)間接受太陽(yáng)光照射的地點(diǎn)，傳感器1-9實(shí)時(shí)檢測(cè)太陽(yáng)的相對(duì)方位并將檢測(cè)到的太陽(yáng)方位信號(hào)傳輸給控制電路1-8，控制電路1-8接收傳感器1-9所輸出的太陽(yáng)的相對(duì)方位信號(hào)并經(jīng)過(guò)分析處理后輸出相應(yīng)的跟蹤控制信號(hào)給太陽(yáng)光跟蹤架1-2，使得菲涅爾透鏡1-6能夠垂直地接受太陽(yáng)光的照射，垂直照射在菲涅爾透鏡1-6上的太陽(yáng)光經(jīng)菲涅爾透鏡1-6會(huì)聚，再經(jīng)過(guò)反射式聚光鏡1-4的進(jìn)一步會(huì)聚，然后耦合入光纖束2-1，再通過(guò)擴(kuò)束裝置3-1進(jìn)行擴(kuò)束、分散光束等即可用于室內(nèi)照明。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高效太陽(yáng)能照明系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能采集模塊(1)、照明模塊(3)和用于將太陽(yáng)能采集模塊(1)所采集的光能傳輸給照明模塊(3)的光能傳輸模塊(2)，其特征在于所述太陽(yáng)能采集模塊(1)包括底座(1-1)和安裝在底座(1-1)中間位置處的太陽(yáng)光跟蹤架(1-2)， 所述太陽(yáng)光跟蹤架(1-2)的頂端安裝有多個(gè)光纖束插座(1-3)，多個(gè)光纖束插座(1-3)上對(duì)應(yīng)安裝有多個(gè)反射式聚光鏡(1-4)，多個(gè)反射式聚光鏡(1-4)的上方對(duì)應(yīng)位置處通過(guò)透鏡架(1-5)安裝有多個(gè)菲涅爾透鏡(1-6)，所述透鏡架(1-5)的底端與太陽(yáng)光跟蹤架(1-2)相接且落在光纖束插座(1-3)的外側(cè)，所述底座(1-1)上還安裝有防塵罩(1-7)、與太陽(yáng)光跟蹤架(1-2)相接的控制電路(1-8)和與控制電路(1-8)相接且用于檢測(cè)太陽(yáng)的相對(duì)方位的傳感器(1-9)，所述控制電路(1-8)采集傳感器(1-9)所檢測(cè)到的太陽(yáng)的相對(duì)方位信號(hào)并經(jīng)過(guò)分析處理后輸出相應(yīng)的跟蹤控制信號(hào)給太陽(yáng)光跟蹤架(1-2)，所述太陽(yáng)光跟蹤架(1-2)、 光纖束插座(1-3)、反射式聚光鏡(1-4)、透鏡架(1-5)、菲涅爾透鏡(1-6)、控制電路(1-8) 和傳感器(1-9)均落在防塵罩(1-7)和底座(1-1)所構(gòu)成的密閉空間內(nèi)；所述光能傳輸模塊(2)由對(duì)應(yīng)連接在多個(gè)反射式聚光鏡(1-4)輸出端口處的多個(gè)光纖束(2-1)構(gòu)成；所述照明模塊(3)由分別對(duì)應(yīng)與多個(gè)光纖束(2-1)的輸出端相連接的擴(kuò)束裝置(3-1)和連接在擴(kuò)束裝置(3-1)下端的照明燈(3-2)構(gòu)成。
2.按照權(quán)利要求1所述的高效太陽(yáng)能照明系統(tǒng)，其特征在于所述反射式聚光鏡(1-4) 的輸入端口徑與菲涅爾透鏡(1-6)形成的太陽(yáng)像斑相匹配，所述反射式聚光鏡(1-4)距菲涅爾透鏡(1-6)的距離與菲涅爾透鏡(1-6)的焦距相匹配，所述反射式聚光鏡(1-4)的輸出端口徑與光纖束(2-1)的直徑相匹配。
3.按照權(quán)利要求1所述的高效太陽(yáng)能照明系統(tǒng)，其特征在于所述底座(1-1)上開(kāi)有供光纖束(2-1)和供電線路穿過(guò)的小孔。
4.按照權(quán)利要求1所述的高效太陽(yáng)能照明系統(tǒng)，其特征在于所述反射式聚光鏡(1-4) 與光纖束插座(1-3)為一體結(jié)構(gòu)。
5.按照權(quán)利要求1所述的高效太陽(yáng)能照明系統(tǒng)，其特征在于多個(gè)菲涅爾透鏡(1-6) 分別對(duì)應(yīng)位于多個(gè)反射式聚光鏡(1-4)的正上方。
6.按照權(quán)利要求1所述的高效太陽(yáng)能照明系統(tǒng)，其特征在于所述太陽(yáng)能采集模塊(1) 通過(guò)膨脹螺栓(4)安裝在建筑物的水平頂面、傾斜墻面或垂直墻面上。
7.按照權(quán)利要求1所述的高效太陽(yáng)能照明系統(tǒng)，其特征在于所述照明燈(3-1)由燈罩和燈頭構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高效太陽(yáng)能照明系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能采集模塊、照明模塊和用于將太陽(yáng)能采集模塊所采集的光能傳輸給照明模塊的光能傳輸模塊，太陽(yáng)能采集模塊包括底座和安裝在底座上的太陽(yáng)光跟蹤架，太陽(yáng)光跟蹤架的頂端安裝有多個(gè)光纖束插座，光纖束插座上安裝有反射式聚光鏡，反射式聚光鏡的上方通過(guò)透鏡架安裝有菲涅爾透鏡，透鏡架的底端與太陽(yáng)光跟蹤架相接，底座上還安裝有防塵罩、控制電路和傳感器；光能傳輸模塊由與反射式聚光鏡相接的光纖束構(gòu)成；照明模塊由與光纖束相接的擴(kuò)束裝置和連接在擴(kuò)束裝置下端的照明燈構(gòu)成。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，節(jié)能環(huán)保，有效提高了太陽(yáng)能的利用效率，成本低，使用壽命長(zhǎng)，適用范圍廣，便于推廣使用。
文檔編號(hào)G05D3/12GK102486281SQ201010571500
公開(kāi)日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者張曉哲, 張正璞 申請(qǐng)人:西安博昱新能源有限公司