[發(fā)明專利]一種全方位的緊湊型太陽光采集投射照明系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810643772.5
• 申請(qǐng)日: 2018-06-21
• 公開（公告）號(hào): CN108730907A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史玲娜;涂耘;劉貞毅;謝富有
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司
• 主分類號(hào): F21S11/00
• 分類號(hào): F21S11/00;F21V5/04
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發(fā)明涉及一種全方位的緊湊型太陽光采集投射照明系統(tǒng)，屬于隧道照明技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)根據(jù)隧道總體朝向分為南北朝向照明系統(tǒng)和東西朝向照明系統(tǒng)；所述南北朝向照明系統(tǒng)由聚光透鏡、拋物面反射鏡、支撐桿、轉(zhuǎn)軸和光電控測(cè)器組成；所述東西朝向照明系統(tǒng)由聚光透鏡、拋物面反射鏡、平面鏡、支撐桿、轉(zhuǎn)軸和光電控測(cè)器組成。本發(fā)明通過跟蹤系統(tǒng)始終將聚光透鏡正對(duì)太陽實(shí)現(xiàn)全方位的太陽光最大采光率，并通過反射投射技術(shù)將太陽光始終沿特定方向投射進(jìn)入隧道，實(shí)現(xiàn)隧道入口段的太陽光直接照明，降低隧道入口段的加強(qiáng)照明能耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于隧道照明技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種全方位的緊湊型太陽光采集投射照明系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在國(guó)家節(jié)能減排方針的推動(dòng)下，為減少日益增長(zhǎng)的公路隧道照明能耗，太陽光直接照明技術(shù)已逐漸引入隧道照明。目前，在太陽光直接照明技術(shù)上主要存在兩類技術(shù)：即光導(dǎo)管技術(shù)和太陽光光纖照明技術(shù)。其中光導(dǎo)管技術(shù)是通過太陽光在導(dǎo)光管內(nèi)以多次反射的方式將太陽光傳輸至需照明的區(qū)域，系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，為提高太陽光的利用率，亦出現(xiàn)了采光端帶有跟蹤系統(tǒng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)。但由于太陽光在導(dǎo)光管中衰減較快，調(diào)研目前最新技術(shù)，每15英尺(4.57米)導(dǎo)光管中太陽光損失系數(shù)為78.5％，因此該系統(tǒng)只適用于傳輸距離不大的地下空間，如地下車庫(kù)等。

而太陽光光纖照明技術(shù)可以采用低損耗的石英光纖進(jìn)行太陽光的傳輸，可以實(shí)現(xiàn)將太陽光以低衰減率傳至數(shù)百米的距離，但目前國(guó)內(nèi)外所采用的太陽光光纖照明系統(tǒng)普遍存在太陽光耦合效率較低而導(dǎo)致的太陽光利用率低的技術(shù)瓶頸問題，并且要將太陽光傳至較遠(yuǎn)的距離必須采用大孔徑的石英光纖，而目前大孔徑的石英光纖的價(jià)格居高不下，導(dǎo)致了太陽光光纖照明技術(shù)難以進(jìn)行大范圍的推廣。這就意味著要將太陽光光導(dǎo)管技術(shù)和太陽光光纖照明技術(shù)用于隧道照明均存在一定的局限性。

盡管也有一些發(fā)明提出采用反射原理的太陽光直接照明技術(shù)，以降低系統(tǒng)成本，提高光能利用率，但由于受到太陽方位角的限制，均存在部分方位角太陽光無法采集、或系統(tǒng)體積過于龐大，不利于工程實(shí)施等問題。

因此，亟需一種采集太陽光投射照明隧道的系統(tǒng)，既可實(shí)現(xiàn)低成本下的太陽光高利用率，又可克服目前類似技術(shù)部分太陽方位角太陽光無法采集或系統(tǒng)過于龐大的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種全方位的緊湊型太陽光采集投射照明系統(tǒng)，解決目前太陽光直接照明技術(shù)光能利用率偏低或成本過高的問題，且可以克服類似技術(shù)不能兼顧的全方位高效采光與低成本遠(yuǎn)距離傳光的矛盾問題。所述系統(tǒng)具體解決的問題：(1)通過會(huì)聚-反射技術(shù)相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)全方位的太陽光高效采集，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的太陽光投射照明，克服現(xiàn)有遠(yuǎn)距離太陽光直接照明系統(tǒng)或是成本過高、或是光衰過大、或是結(jié)構(gòu)龐大、或是采光方位角有限等問題。(2)通過跟蹤系統(tǒng)始終將采光透鏡正對(duì)太陽實(shí)現(xiàn)全方位的太陽光最大采光率，并通過反射投射技術(shù)將太陽光始終沿特定方向投射進(jìn)入隧道，實(shí)現(xiàn)隧道入口段的太陽光直接照明，降低隧道入口段的加強(qiáng)照明能耗。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種全方位的緊湊型太陽光采集投射照明系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)根據(jù)隧道總體朝向分為南北朝向照明系統(tǒng)和東西朝向照明系統(tǒng)；所述南北朝向照明系統(tǒng)由聚光透鏡(1)、拋物面反射鏡(2)、支撐桿(3)、轉(zhuǎn)軸和光電控測(cè)器組成；所述東西朝向照明系統(tǒng)由聚光透鏡(1)、拋物面反射鏡(2)、支撐桿(3)、平面鏡(4)、轉(zhuǎn)軸和光電控測(cè)器組成；

所述南北朝向照明系統(tǒng)適用于大體南北朝向的隧道，所述聚光透鏡(1)的跟蹤方向大致沿東西方向轉(zhuǎn)動(dòng)，拋物面反射鏡(2)的放置方向與隧道朝向一致，并且開口方向?qū)?zhǔn)隧道入口；聚光透鏡(1)在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的焦點(diǎn)始終與拋物面反射鏡(2)的焦點(diǎn)(200)重合，保證經(jīng)拋物面反射鏡反射的太陽光始終射向隧道方向；