[實用新型]陽光自動追蹤凹凸曲面反光鏡傳輸照明裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920043929.7
• 申請日: 2009-06-12
• 公開（公告）號: CN201593749U
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉子寧
• 申請（專利權(quán)）人: 劉子寧
• 主分類號: F21S19/00
• 分類號: F21S19/00;F21S9/02;F21S9/03;F21S11/00;F21V7/04;F21V23/00;H02K7/10;H02K7/116;H02J7/35;H02J9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本實用新型公開了一種陽光自動追蹤并通過凹凸曲面反光鏡傳輸陽光的照明裝置，屬于太陽能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

照明是人類消耗能量最多的一項需求。據(jù)統(tǒng)計，發(fā)達國家的照明能耗占總能耗的9％以上，我國發(fā)達地區(qū)的照明能耗占總能耗的6％～9％。以美國為例，每天花在照明上的費用高達1億美元以上，占全部發(fā)電量的1/4左右，而在照明用電中真正用于發(fā)光的不過25％，其余則變?yōu)榱藷崮堋?/p>

眾所周知，太陽光是最典型、能量最強的自然光源，并且取之不盡，用之不竭。但實際上，僅有很少的太陽光通過玻璃窗、天窗，為人們用做室內(nèi)照明，因此進一步開發(fā)利用太陽光不僅具有極大的潛力，可以有效節(jié)能，同時也符合人類追求高品質(zhì)生活質(zhì)量和生活環(huán)境的現(xiàn)代生活理念。

太陽光光纖采光照明技術(shù)由于具有系統(tǒng)體積小巧、照明方式特殊等優(yōu)點，因此長期以來一直是國外的研究熱點之一。這項技術(shù)通過聚光元件高效采集太陽光，借助柔軟的光纖將太陽光很方便地傳至任何所需場所使用，并且為提高采光效率，整機還配備有實時、精確跟蹤太陽的裝置。本實用新型申請人對該課題也進行了長期深入的研究，其核心技術(shù)成果曾向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交過申請?zhí)枮椋?00710022259.6、200810196402.8多項專利申請，其中已授權(quán)的200720037444.8《陽電采光器》公開了一種有聚光采光器、驅(qū)動聚光采光器轉(zhuǎn)動的機械傳動裝置、控制機械傳動裝置的光信號反饋處理電路、向光信號反饋處理電路傳送探測信號的光敏探測器組成的采光裝置。該裝置的具體情況可以參見已公開的專利文件，有光自動跟蹤控制的基本過程為：當(dāng)光敏探測器中的探測器件感知太陽光入射光線角度變化時，將向跟蹤控制電路發(fā)出相應(yīng)信號，在跟蹤控制電路中信號經(jīng)比較、放大處理后，控制機械傳動機構(gòu)向調(diào)整入射光線的相應(yīng)方向運轉(zhuǎn)，直至太陽光入射角度達到理想狀態(tài)。

雖然本實用新型申請人經(jīng)過對聚光、跟蹤、傳光等多項技術(shù)的成功攻關(guān)，使自行研制的自動跟蹤太陽采光裝置的性能價格比已處于國際領(lǐng)先水平，但由于該裝置對光纖的長距離、低損耗傳輸性能和低成本制造技術(shù)要求都很高，而特定光纖的傳輸波長受到限制，加之國內(nèi)家庭經(jīng)濟承受能力有限，因此尚未能在國內(nèi)得到大面積推廣應(yīng)用。

實用新型內(nèi)容：

基于上訴情況，本實用新型的目的在于：避開和減少上述技術(shù)中采用傳光光纖存在的高傳輸性能與價格的矛盾，提出一種長距離、高效率、全光譜、低成本采集并傳輸太陽光的陽光自動追蹤凹凸曲面反光鏡傳輸照明裝置，從而使其適合國情，得以推廣。

為了達到上述目的，本實用新型采集陽光的陽光自動追蹤凹凸曲面反光鏡傳輸照明裝置基本技術(shù)方案為：采光反射傳輸系統(tǒng)、感光探測傳感器、追蹤控制系統(tǒng)、機械傳動裝置、陽光轉(zhuǎn)化電能系統(tǒng)、自動燈光補充系統(tǒng)、自動清潔裝置、限位開關(guān)、防護罩所組成；采用遮光板兩邊的太陽能光伏電池作為方位角傳感器，以及凹曲面聚光反光鏡旁邊裝有高度角傳感器，在凹曲面聚光反光鏡和III號軸上、中、下端位置，裝有高、中、低叁個對應(yīng)的陸個限位開關(guān)；該裝置適合高層天井建筑樓，利用屋頂陽光改善有天井高樓內(nèi)的光線，讓高樓的內(nèi)部各處變得如同室外一樣明亮。

在本實用新型上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上的進一步改進是：陽光轉(zhuǎn)化電能系統(tǒng)是由光伏電池組件、蓄電池、控制器、逆變器、照明和驅(qū)動負載構(gòu)成；電池板電源經(jīng)過大功率二極管及控制系統(tǒng)給蓄電池充電。

所述的凹凸曲面反光鏡為冷光反射鏡面，其材質(zhì)為金屬鋁、不銹鋼、玻璃、塑料，且工作表面均須經(jīng)過真空鍍銀膜制鏡處理；凹曲面聚光反光鏡的內(nèi)表面為近似拋物線的弧面組成，陽光在拋物面反射面直接形成聚集光斑光束，依據(jù)光斑光束大小需求，來確定曲面半徑的大小，凸曲面擴光反光鏡表面為近似平面圓弧，經(jīng)光反射后為發(fā)散光，依據(jù)發(fā)散光面積的大小需求，來確定曲面半徑的大小。

所述的追蹤控制系統(tǒng)是環(huán)境光感光探測器，將用來檢測環(huán)境光的亮度以此來判斷是否有太陽；方位角傳感器和高度角傳感器將東西南北方向的太陽能信號轉(zhuǎn)換成電信號；中央處理電路：對太陽光跟蹤傳感器的信號進行采集后，經(jīng)運算放大電路放大信號后傳輸給中央處理器，中央處理器分析后給出控制信號至動作驅(qū)動電路；動作驅(qū)動電路：有驅(qū)動器、限位開關(guān)、繼電器和電機組成，中央處理器給出的控制信號經(jīng)驅(qū)動器放大后驅(qū)動繼電器，由繼電器控制電機動作。

值得一提的是：凹曲面聚光反光鏡上正前端和凸曲面擴光反光鏡下方都裝有透光平面防塵玻璃罩，其材質(zhì)為玻璃或PC+UV透光板，表面至少被覆一層一定厚度的防止光線在表面上反射用的氟系列防反射膜；并安裝了2個自動清潔刷。