[發明專利]兩級聚焦太陽光匯聚裝置

有效

• 申請號: 201310381622.9
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN103454760A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 王卓然;袁國慧;王維;高亮
• 申請（專利權）人: 成都譜視科技有限公司
• 主分類號: G02B19/00
• 分類號: G02B19/00;G02B7/00
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 周永宏

技術領域

本發明涉及新能源領域中的太陽能利用技術，涉及一種太陽光照明系統，特別涉及一種兩級聚焦的太陽匯聚裝置。

背景技術

傳統的太陽光匯聚技術通常采用的是單級透鏡進行太陽光匯聚。由于這種匯聚技術對太陽光的聚焦效果不佳，聚焦后存在光斑面積大等缺點，通常為了保證傳輸效果需要多根大直徑的石英光纖進行傳輸。而大直徑的石英光纖價格非常昂貴，所以傳統的太陽光匯聚設備造價不菲。傳統的光纖太陽光導入系統一般需要6根1um直徑的石英光纖才能導入足夠的太陽光，而1微米直徑的石英光纖1米價格在幾百元，因此整個太陽光照明系統的成本非常高，很不利于這種很有前途的太陽能利用技術的推廣。同時傳統的光纖太陽光照明系統太陽光和光纖耦合面積小，因此對跟蹤系統要求非常高，稍微的跟蹤偏差都會導致耦合效率的迅速降低，導致出光的不穩定。

發明內容

本發明為了解決傳統的太陽光匯聚裝置造價昂貴、不利于推廣以及出光不穩定的不足，提出了一種兩級聚焦的太陽光匯聚裝置。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：兩級聚焦太陽光匯聚裝置，其特征在于，包括第一級聚光單元、第二級聚光單元、支架和光纖；

所述第一級聚光單元和第二級聚光單元固定于支架上，并在太陽入射光路上耦合，其中第一級聚光單元用于初步匯聚太陽光；第二級聚光單元用于再次匯聚經第一級聚光單元匯聚后的太陽光；

光纖與第二級聚光單元耦合連接，用于傳輸經第二級聚光單元匯聚后的太陽光。

為了確保第一級聚光單元與第二級聚光單元耦合的穩定性，避免因為累計誤差或者環境變化等因素引起的二者耦合效果變差的情況，所述太陽光匯聚裝置還包括第一調節組件，所述第二級聚光單元通過第一調節組件與支架相連接，第一調節組件用于調節第二級聚光單元到第一級聚光單元的距離。

進一步的，所述太陽光匯聚裝置還包括第二調節組件，所述第二調節組件用于調節光纖端面在所述太陽光匯聚裝置光軸上的位置。

優選的，所述第一級聚光單元為菲涅爾透鏡；第二級聚光單元為光纖準直器。

為了避免匯聚后的太陽光損壞光纖，所述光纖采用耐高溫的石英光纖。

具體的，所述第一調節組件包括調節螺母，所述調節螺母與支架固定連接，并與第二級聚光單元螺紋連接。

具體的，所述第二調節組件包括緊定螺釘，用于固定光纖的位置。

本發明的有益效果：通過采用兩級聚光單元有效的降低了太陽光聚焦光斑的大小，提高太陽光和光纖的傳輸效率。同時石英光纖可以通過光纖準直器上的螺絲進行位置調節，因此可以調節不同光譜的太陽光進入光纖中，達到選擇性傳輸太陽光譜的目的?？梢酝ㄟ^小直徑的石英光纖進行傳輸，降低了成本。同時光纖準直器較大的孔徑光闌可以有效降低對跟蹤精度的要求?？梢酝ㄟ^調節光纖在光纖準直器中的位置有選擇性的傳輸太陽光中的光譜。

附圖說明

圖1為本發明的優選實施例的太陽光匯聚裝置的結構原理圖；

圖2為圖1所示太陽光匯聚裝置的第二級聚光單元光路示意圖；

圖3為圖1所示太陽光匯聚裝置的太陽光選擇原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明做進一步詳述。

為了便于理解，以下結合與本發明方案原理相同的兩級聚焦太陽匯聚裝置結構對本發明的原理作詳細描述。

如圖1所示，本發明的一種兩級聚焦太陽光匯聚裝置，包括第一級聚光單元1、第二級聚光單元3、支架2和光纖6。所述第一級聚光單元1和第二級聚光單元3固定于支架2上，并在太陽入射光路上耦合，具體的，第二級聚光單元3的受光面位于第一級聚光單元的焦點附近，以滿足能全部接收第一級聚光單元匯聚的可見光為限。第一級聚光單元用于初步匯聚太陽光；第二級聚光單元用于再次匯聚經第一級聚光單元匯聚后的太陽光，二者形成兩級級聯匯聚的耦合關系。光纖與第二級聚光單元耦合連接，用于傳輸經第二級聚光單元匯聚后的太陽光。這里的耦合關系及原理與第一級聚光單元和第二級聚光單元的耦合管理及原理類似。在耦合條件下，第一級聚光單元、第二級聚光單元以及光纖各自的中軸共線。

為了確保第一級聚光單元與第二級聚光單元耦合的穩定性，避免因為累計誤差或者環境變化等因素引起的二者耦合效果變差的情況，所述太陽光匯聚裝置還包括第一調節組件4，所述第二級聚光單元3通過第一調節組件4與支架相連接，第一調節組件用于調節第二級聚光單元到第一級聚光單元的距離。具體的，第一調節組件包括調節螺母，所述調節螺母與支架固定連接，并與第二級聚光單元螺紋連接。