[發明專利]一種卷簾式菲涅爾透鏡陣列及導光聚能系統

在審

• 申請號: 202110198611.1
• 申請日: 2021-02-22
• 公開（公告）號: CN112859214A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 姚婭利;汪強
• 申請（專利權）人: 汪強
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00;G02B3/08;G02B19/00
• 代理公司: 青島錦佳專利代理事務所(普通合伙) 37283
• 代理人: 朱玉建

本發明公開了一種卷簾式菲涅爾透鏡陣列及導光聚能系統。其中，卷簾式菲涅爾透鏡陣列包括多個菲涅爾透鏡單元，所有菲涅爾透鏡單元整體呈陣列式排布；每個菲涅爾透鏡單元包括至少兩個菲涅爾透鏡片；各個菲涅爾透鏡片均為矩形透鏡片且沿相同方向布置；同一菲涅爾透鏡單元中各個菲涅爾透鏡片之間通過線繩依次連接并形成卷簾式結構；相鄰兩個菲涅爾透鏡單元中相鄰的菲涅爾透鏡片之間通過線繩連接。本發明中卷簾式菲涅爾透鏡陣列能夠卷起和展開，利于實現對透鏡陣列中菲涅爾透鏡單元的保護、維修以及更換。本發明中導光聚能系統基于上述菲涅爾透鏡陣列，可應用于采光不充分或不能直接采光的室內場所。

技術領域

本發明屬于可再生能源利用技術領域，尤其涉及一種卷簾式菲涅爾透鏡陣列，以及一種基于所述卷簾式菲涅爾透鏡陣列的導光聚能系統。

背景技術

目前，對于一些采光不充分或不能直接采光的室內場所，諸如教室、辦公室、會議室、地下商場以及海底隧道等，大都是利用燈具進行照明，因此會消耗大量的電能。

此外，以上照明方式會產生大量的碳排放，不利于碳中和。

建筑采光設計標準GB50033-2013中提到，天然光是清潔能源，取之不盡，用之不竭，具有很大的節能潛力，目前世界范圍內照明用電量約占總用電量的20％左右。

1平方米的土地上，一年內從太陽上得到的能量相當于燃燒130kg煤所產生的能量，4.4GJ/m²＝4.4*10⁹J/m²。太陽光主要是可見光占50％，其余紅外43％，其他7％。

因此，充分利用好天然光是實現照明節能的重要技術措施。

太陽光是自然光源，取之不盡，用之不竭，且光色好，是最佳的照明光源，若能夠有效地利用太陽光，不僅能夠減少室內照明用電，還可以改善視覺效果，提高舒適度。

現有技術中曾提出將太陽光引入采光不充分或不能直接采光的室內場所照明。

例如：公開號為CN106594666A的中國發明專利申請提供了一種隧道入口段采光照明系統，該采光照明系統通過洞內配光系統將太陽光引入隧道內，以實現隧道內的照明。

公開號為CN102072453A的中國發明專利申請提供了一種基于光傳播技術的室內自然光照明系統，該自然光照明系統通過將自然光引入室內，以提供舒適的照明光環境。

以上兩篇專利文獻，雖然能夠將太陽光引入采光不好或無法采光的室內場所進行照明，然而，在實際應用中卻存在采光效率低、結構復雜、不利于安裝以及成本高等缺點。

菲涅爾透鏡(Fresnel lens)，又名螺紋透鏡，多是由聚烯烴材料注壓而成的薄片，厚度2mm左右，也有玻璃制作的，鏡片表面一面為光面，另一面刻錄了由小到大的同心圓。

菲涅爾透鏡具有厚度薄、重量輕等優點，相比于中央凸起、導致厚且重的普通凸透鏡，節省了大量的材料，成本明顯低于普通的凸透鏡。

此外，菲涅爾透鏡還具有厚度均一、易于疊放和安裝等優點。

太陽光的光譜可以稱作全光譜。全光譜，指的是光譜中包含紫外光、可見光、紅外光的光譜曲線。可見光的波長為400～760nm，分為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫7色，集中起來為白光；不可見光兩種，波長大于760nm的紅外線以及波長290～400nm的紫外線。

“照明應以人為本”已成為照明行業的共識，全光譜對人眼有利。

閃爍和頻閃是很早就被發現的現象，例如風中的燭光、電閃雷鳴、眨眼睛的星星等等，都是生活中比較常見的光線閃爍。而在上個一百年由德國開啟的電氣時代起，交流電成為了市電的主流，頻率為50Hz市電在簡單的照明電路下光源難免會出現一定幅度的頻閃，在工作溫度普遍更低的T12熒光節能燈下，頻閃問題變得更加明顯。