[發明專利]一種能夠直接利用太陽光進行隧道照明的裝置

無效

• 申請號: 201210028970.3
• 申請日: 2012-02-09
• 公開（公告）號: CN102537825A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 寧鐸;李宏杰;羅萬志;辛登科;孟惠;張劍莉
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: F21S11/00
• 分類號: F21S11/00;F21V7/10;F21V14/04;F21W131/101
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明涉及一種太陽能照明裝置，具體涉及一種能夠直接利用太陽光進行隧道增強照明裝置的改進。

背景技術

對于公路隧道來說，除了必須安裝晝夜照明系統保證基本照明亮度要求外，還有一個很大的特點，就是汽車駕駛員特別要求隧道進出口一段距離內(簡稱亮度過渡區間)的亮度梯度(亮度變化率)必須限制在一定范圍內，否則將會出現“黑洞”和“白洞”現象而造成事故，即在這個重要的也是最危險的區段內亮度(相比于外面環境亮度)是一個相比于外面環境亮度的相對值而非絕對值；一旦經過這個亮度過渡區間后駕駛員已經適應燈光亮度的變化，駕駛員眼睛的視力已經恢復正常后也就不存在上述問題了。例如汽車駕駛員從中午太陽光很強(如60000Lx)的公路上一旦以較高速度進入(光線較弱(200Lx)的)隧道內(200Lx)的很短時間內，由于亮度變化梯度太大，往往會引起駕駛員眩暈感甚至在短時間內失去視力而發生事故。而在陰雨天，即隧道外面光線比較弱(如5000Lx)的時候，對于相同或者更低的隧道內照明亮度，駕駛員則不存在上述問題。特別是這種情況的極端現象-----夜晚，對于駕駛員來說，隧道外公路上的亮度相對隧道內部照明對于駕駛員來說，甚至是從光線暗處進入亮處，就根本不存在不適應問題。根據《公路隧道通風照明設計規范》(JTJ026.1-1999)技術標準關于目前隧道照明系統中過渡區間的亮度設計要求，一般把隧道進出口分為入口區、過渡區、中間區和出口區等四個區段，并要求在進出口區根據隧道外面的亮度(太陽光強度)變化而自動調節照明光源的強度，以達到節省能源的目標。但是由于自動控制系統工作環境太差等原因而導致故障率高，其系統維修保養又有很大困難，所以實際工程中大部分仍然采用固定亮度照明方案：即隧道過渡區的亮度梯度值必須小于夏天中午最強太陽光照射下的亮度梯度極限，這個極限數據顯然對光照較弱的(于夏天以外的三個季節，特別是)冬天、陰雨天以及晚上來說，在亮度過渡區間照明光源就存在著能源浪費現象。

綜上所述，如果直接利用太陽光能實現隧道進出口處的增強照明，恰好能夠滿足這個要求。因此先后研制了具有自主知識產權的“陽光輸送機”和“PV-LED太陽能直接照明系統”以及太陽光直接照明隧道裝置等用于隧道出入口處的增強照明，雖然其太陽能利用效率明顯提高，但是在制作成本和運行可靠性等使用性能方面仍然存在一定缺陷，從而阻礙了在其領域的推廣應用。所以在此基礎上進一步尋找高效率利用太陽光能直接實現隧道進出口處的照明的方法及裝置，對于節約能源和推廣太陽能應用意義重大。

直接利用太陽光進行隧道進出口增強照明裝置在理論設計上比較完善的，但是在實際使用中因為其性能缺陷而制約了推廣應用。主要是拋物柱曲面具體制作工藝復雜以及成本太高的問題。如果采用鍍銀玻璃作為聚光體，則由于加熱彎曲和消除應力導致工藝復雜而使得成本太高；如果采用304不銹鋼材質則在惡劣的室外環境中因為其自潔性能差和銹蝕問題而失去使用價值。另外，隧道中安裝的反射鏡給系統的一次性成本和使用過程中清潔費用增加不少。

如果能夠有效解決上述二個太陽光直接照明實際應用中技術問題，根據隧道進、出口區段(40米左右)一般都呈直線性的具體特點以及平行太陽光直接傳輸損耗小、成本低的優勢，采用更有實用價值的太陽能聚光器實現低成本匯聚太陽光并調整光路后以高亮度平行太陽光直接照射的方式實現太陽光高效率低成本的直接隧道過渡區增強照明，當然具有重大的實用價值，并且能夠有效解決由于山區崎嶇復雜引起的出入口過渡段隧道拐彎的實際問題。

發明內容

本發明的目的在于根據實際使用中存在的技術問題，提供一種能夠有效提高太陽光利用效率和可靠性、降低成本，提高使用性能的直接利用太陽光進行隧道照明的裝置。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：包括安裝在隧道口的聚光器以及與聚光器相對應的導光鏡，所述的聚光器包括面向太陽的拋物柱形反射折面安裝架以及固定在該安裝架上的若干個平面鏡組成的折面型聚光鏡，以及與其具有同一個焦點并與拋物柱形反射折面安裝架成為一體結構的拋物柱曲面調光鏡，平行太陽光經聚光鏡匯聚后再經過拋物柱曲面調光鏡調整光路后成為增強后的平行太陽光，然后從拋物柱形反射折面安裝架的出射槽中輸出到導光鏡，其中導光鏡的反射光線與隧道方向相同且安裝在隧道口外，其安裝高度取決于隧道上部弧形區域與聚光器二者的高度；另外還有在隧道內弧頂部壁上噴涂有能夠將導光鏡導入的平行太陽光均勻反射到隧道中各處路面上的反射薄膜。

所述的聚光器還與高精度跟蹤系統相連接。