[實用新型]用于太陽能光纖照明系統的復合拋物面聚光器

無效

• 申請號: 200820107604.6
• 申請日: 2008-04-01
• 公開（公告）號: CN201215596Y
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發明（設計）人: 鄭宏飛;徐栗穎;戴靜
• 申請（專利權）人: 鄭宏飛;徐栗穎;戴靜
• 主分類號: G02B17/08
• 分類號: G02B17/08;G02B17/06;G02B6/00;F21V13/04;F21V7/06;F21V8/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬太陽能聚光與太陽能光利用技術領域。具體地說是涉及一種用于太陽能光纖照明系統的復合拋物面聚光器。

背景技術

目前廣泛使用的太陽能照明系統更多的是采用光伏技術，這種技術將太陽能先轉化為電能儲存在太陽能電池中，而后再將電能轉化為光能并加以利用，這樣的多次能量轉化就使得綜合利用效率相對較低，僅為2％。而常用的太陽能聚光器也以單級為主，此類裝置只能為用戶提供初步濃縮的太陽光，一般聚光比在10以下，不能滿足用戶對于更高能流密度的太陽光的需要，限制了其推廣應用。

實用新型內容

本實用新型的目的在于解決上述問題，提供一種新的太陽能聚光裝置，克服一般聚光器聚光比低和聚光能流密度小的缺點。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種用于太陽能光纖照明系統的復合拋物面聚光器，其特征是：包括一級復合拋物面聚光器、二級復合拋物面聚光器、光線角度偏轉器和圓柱形反射面，所述各部分的對稱軸在同一條直線上，二級復合拋物面聚光器的底端通過光纖輸出接口與光纖連接。

該裝置能將低密度的太陽光經過多級濃縮，從而將低密度的普通太陽光聚集成高密的太陽光，并通過光纖傳導至終端燈具以供用戶使用。

而本實用新型就很好地克服了背景技術中所述缺陷，不需要任何能量形式的轉化過程，直接采用自然光進行照明，并且利用了兩級復合拋物面聚光器聚光，極大地提高了聚光比。技術上易于實現，而且經濟實用，具有很好的應用前景。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例一的示意結構和光路的運行原理圖。

圖2表示的是復合拋物面聚光器的設計方法。

圖3是用倒置拋物面反射器代替菲涅耳透鏡的實施例二的圖。

圖4是倒置拋物面反射器出光口小于圓柱形反射面出光口的實施例三的圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行具體說明。

實施例一

圖1中，一級復合拋物面聚光器2與圓柱形反射面3同軸連接后，由于圓柱形反射面3的鏡像作用，將使一級復合拋物面聚光器2散開的焦線鏡像重疊成為一個鏡像焦點9，此鏡像焦點9位于組合拋物面聚光器截口下方，且在圓柱形反射面3的對稱軸上。使得菲涅耳透鏡4的焦點與圓柱形反射面3的鏡像焦點9重合，根據菲涅耳透鏡成像的特點，經過其焦點會集的光線變成平行光射出，進入二級復合拋物面聚光器5。如圖所示，所述各部分的對稱軸在同一條直線上。

圖2中表示了一級復合拋物面聚光器2的設計方法：將開口向上的拋物線沿水平方向平移一定距離，平移后的拋物線與原拋物線相互交叉，平移后的拋物線焦點與原拋物線焦點的距離18與平移距離相同，去掉交點兩側有拐點的兩個拋物線段13和16，交點以上部分即為一個錐狀的組合拋物線平面圖形，然后水平地截去其尖頂部分，即虛線段20和21，剪截位置必須同時滿足以下兩個要求：第一，截口位置不能低于拋物線的焦點位置；第二，截口寬度17正好是兩個拋物線焦點距離18的一半。用這樣的方法得到的由兩條拋物線段14和15組成的平面圖形，繞其對稱軸旋轉即可得到軸對稱的復合拋物面聚光器2。

圓柱形反射面3的直徑等于一級復合拋物面聚光器2的截口寬度17，其高度等于或略小于一級復合拋物面聚光器2的截口到兩條拋物線焦點連線的距離。

太陽光8透過玻璃罩1照射到復合拋物面聚光器2上，反射后經由圓柱形反射面3的鏡像反射，再經過菲涅耳透鏡4，焦點會集的光線變成平行光射出，進入二級復合拋物面聚光器5，經過二級復合拋物面聚光器5的聚光后，從其底端通過光纖輸出接口6與光纖7連接。

二級復合拋物面聚光器5是由拋物線繞軸旋轉而成，其入口直徑等于圓柱形反射面3的直徑，也即一級復合拋物面聚光器2的截口寬度17；其出口直徑等于光纖輸出接口6的直徑。

在第一級復合拋物面聚光器2上可設置玻璃罩1。用于阻隔一部分的紅外線，以及防止雨水和灰塵等進入裝置中影響其聚光效率。

實施例二

如圖3所示，該實施例中，菲涅耳透鏡4由出光口等于圓柱形反射面出光口的倒置拋物面反射器22替代。其他部件與實施例1中的部件大致相同，在此省略對其他部件的說明。在此，拋物面反射器22與菲涅耳透鏡4的作用相同，將經過焦點會集的光線變成平行光射出，進入二級復合拋物面聚光器5。如圖所示，與實施例一相同，所述各部分的對稱軸在同一條直線上。

實施例三