[發明專利]一種家用太陽能光導系統

在審

• 申請號: 201410032511.1
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN104595840A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 葉先龍
• 申請（專利權）人: 寧波江東波莫納電子科技有限公司
• 主分類號: F21S11/00
• 分類號: F21S11/00;F24J2/10;F24J2/38;F24J2/46;G02B19/00
• 代理公司: 寧波江東全方專利商標事務所(普通合伙) 33242
• 代理人: 胡雅芳;張麗榮

技術領域

本發明屬于太陽能利用技術領域，具體是一種家用太陽能光導系統。

背景技術

當今人們所使用的常規能源都存在不同程度的污染，例如造成酸雨、使地球變暖等，嚴重危害了人類和動植物的生存。據統計，全世界為清除空氣污染所需的費用，大約是所有燃料費的10%左右。

近幾年來，我國能耗不斷增大，面臨著能源緊缺的問題，我國已出臺了各種政策鼓勵低碳的能源方式，因此風能、太陽能等環保能源被加以開發利用。自然光無處不在，是取之不盡、用之不竭、清潔無污染的能源。太陽能利用方面普遍使用光伏發電和太陽能熱水器等，而光伏發電由于占地面積大已成為發展瓶頸。目前開發的太陽光導系統是太陽能光利用的一種有效方式,，是一種將陽光通過前端捕捉，中間傳輸及后端慢射原理，將外部自然光引入室內的一項技術，能夠有效地減少白天電能的消耗，由于技術的限制，目前只能用于單一的照明，但就現在的研究現狀，由于成本投入高，光導管系統的傳光效率普遍較低，所以一般只適用于工廠、辦公樓、學校、大型商場等白天需要照明的室內區域，不適合家庭使用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種設計合理、結構新穎的家用太陽能光導系統，不僅可用于照明，還可作為熱能用于烹飪、空間加熱和干燥。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種家用太陽能光導系統，其特征在于：包括太陽能收集器、太陽光跟蹤器、太陽能管道以及光譜濾波器；

所述太陽光跟蹤器與太陽能收集器配合連接，并根據光的照射方向對太陽能收集器的位置進行調節；所述太陽能收集器收集的太陽光經過太陽能管道進行傳輸，所述光譜濾波器設置在太陽能管道內，太陽光經過光譜濾波器轉化為可見光和紅外線，可見光用于照明，而紅外線則通過反射鏡和棱鏡來控制光線進入特定的位置，作為熱能供家庭使用。

作為改進，所述太陽能收集器包括一具有凹拋物面的支撐架以及位于凹拋物面上方用于反射陽光的凹橢球，所述凹拋物面的中部設有聚光孔與所述太陽能管道相連通，所述凹橢球的焦點與所述凹拋物面的焦點在同一位置，所述太陽光經凹拋物面反射至凹橢球，再經凹橢球反射形成一束集中的平行光束從凹拋物面的聚光孔沿著太陽能管道進行傳輸。

作為改進，所述太陽光跟蹤器包括一光傳感器、一能自由擺動的臂、二個電機和一控制電路，光傳感器通過太陽光照射，將信息反饋到控制電路以確定太陽的確切位置，然后通過控制電路來驅動電機帶動太陽能收集器跟蹤太陽。

作為改進，所述太陽能管道是由若干光導管、若干彎頭和封蓋組成的，所述光導管為口徑一端大、一端小的直管，相鄰的光導管通過首尾插接的方式相連，或者通過彎頭相連接。

再改進，所述彎頭為與所述光導管相配合的口徑一端大、一端小的結構，當相鄰的光導管進行首尾插接時，在連接端套設有絕緣環進行密封。

再改進，所述封蓋為透明的玻璃蓋，所述封蓋為二個，分別套蓋在所述太陽能管道的端首和端末的位置。

進一步改進，所述光導管的內壁面上涂有反光材料，所述彎頭的內壁面上也涂有反光材料。

進一步改進，所述太陽能管道內設有用于控制及過濾太陽能的光閥。

再進一步改進，還包括有故障安全系統，所述故障安全系統為一組低熔點絕緣安全電線，設置在太陽能管道內，并和所述太陽能收集器相結合，在系統出現事故或故障的情況下，太陽能管道內溫度上升導致安全電線短路，從而觸發太陽能收集器來遠離收集位置，避免陽光進入太陽能光導系統。

與現有技術相比，本發明的優點在于：設置太陽能收集器、太陽光跟蹤器、太陽能管道、光譜濾波器以及故障安全系統，通過太陽能收集器收集陽光，利用太陽光跟蹤器對陽光進行最大捕捉，而光譜濾波器則將陽光轉化為可見光和紅外線，不僅可提供照明，還能作為熱能使用，故障安全系統則保障了整個系統的安全性，避免安全事故的發生。本發明設計合理、結構簡單新穎、使用安全，不僅可用于照明，還可作為熱能用于烹飪、空間加熱和干燥，適合家庭使用。

附圖說明

圖1是本發明的太陽能收集器的結構示意圖；

圖2是本發明的光導管的結構示意圖；

圖3是本發明的家用太陽能光導系統的結構框圖。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。

如圖1、2、3所示，本實施例的家用太陽能光導系統，包括太陽能收集器1、太陽光跟蹤器、太陽能管道2、光譜濾波器和故障安全系統3，其中太陽能收集器1包括一具有凹拋物面11的支撐架以及位于凹拋物面11上方用于反射陽光的凹橢球12，所述凹拋物面11的中部設有聚光孔13與太陽能管道2相連通，凹橢球12的焦點與凹拋物面11的焦點在同一位置，太陽光經凹拋物面11反射至凹橢球12，再經凹橢球12反射形成一束集中的平行光束從凹拋物面11的聚光孔13沿著太陽能管道2進行傳輸；太陽光跟蹤器與太陽能收集器1配合連接，并根據光的照射方向對太陽能收集器1的位置進行調節以捕捉最大的太陽光，太陽光跟蹤器包括一光傳感器、一能自由擺動的臂、二個電機和一控制電路，光傳感器通過太陽光照射，分析陽光水平的經度和緯度方向位置，再將信息反饋到控制電路以確定太陽的確切位置，然后通過控制電路來驅動電機帶動太陽能收集器1跟蹤太陽；太陽能管道2是由若干光導管21、若干彎頭22和封蓋23組成的，光導管21為口徑一端大、一端小的反光直管，相鄰的光導管21通過首尾插接的方式相連，或者通過彎頭22相連接，彎頭22為與光導管21相配合的口徑一端大、一端小的結構，當相鄰的光導管21進行首尾插接時，在連接端套設有絕緣環24進行密封，光導管21的內壁面上涂有反光材料，彎頭22的內壁面上也涂有反光材料，以增加反射效果，使得任何光射到反光管21內均將沿管子傳播下去，而彎頭22能將光線引導到到所需的目的地；封蓋23為透明的玻璃蓋，封蓋23為二個，分別套蓋在太陽能管道2的端首和端末的位置，這樣即可防止灰塵進入管道又能減少光能的損失；光譜濾波器設置在太陽能管道1內，太陽能收集器1收集的太陽光經過太陽能管道2進行傳輸，太陽光經過光譜濾波器轉化為可見光和紅外線，可見光用于照明4，而紅外線則通過反射鏡和棱鏡來控制光線進入特定的位置，作為熱能供家庭進行烹飪5、空間加熱干燥6以及作為熱水器7使用，并在管道內設有用于控制及過濾太陽能的光閥8，通過光閥8可以用來控制一定數量的光線穿過并調整燈光的亮度等；故障安全系統3是出于系統的安全性以及其環境對于事故或系統故障而設計的，故障安全系統3為一組低熔點絕緣安全電線，設置在太陽能管道2內，并和所述太陽能收集器1相結合，在系統出現事故或故障的情況下，太陽能管道2內溫度上升導致安全電線短路，從而觸發太陽能收集器1來遠離收集位置，避免陽光進入太陽能光導系統。