[发明专利]一种阳光智能入户系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种阳光采集导入装置，具体涉及一种阳光智能入户系统。

背景技术

随着建设用地的紧张和建筑功能的日趋复杂，城市建筑趋向高层化和密集化，仅依靠传统的采光方式已经不能满足建筑物内部的采光要求。即使户外阳光灿烂，但大部分办公室、住宅等室内场所也是昏暗阴沉，这在无形之中增加了人工照明的电能损耗，而且对长期在此环境中生活与工作的人们身心健康带来不良影响。

于是便出现了阳光采集导入装置，它能够将室外的阳光导入室内，进而节约电能。该技术核心部分主要包括阳光跟踪技术、阳光采集技术、以及光纤传输技术三部分。

对于固定在地球上的某一点，同一天的不同时刻、同一年的不同季节，太阳的高度角与方位角都不相同，那么阳光跟踪技术就特别重要。因为，只有阳光垂直照射到阳光采集装置上，阳光采集装置的采集效率才最高。

目前的阳光跟踪技术主要通过光探测器探测阳光的高度角与方位角，如我国专利申请号为：200910048562.2，在探测器顶部上安装四个光电传感器(灵敏硅光电池或者光敏电阻)，所述光电传感器分布在探测器顶部已顶部中心为圆心的内接正方形四个顶点上，光电传感器与探测器顶部平面呈45度夹角。当阳光垂直入射时探测器顶部时，相对的两个光电传感器感应到的强度正好相等。当光线与光探测器呈一定角度入射时，相对的两个光电传感器产生的信号出现差异，该差异信号传输给信号处理部分，信号处理部分根据该差异信号驱动机械传动部分转动，实现对阳光的跟踪。

但是，该阳光跟踪装置必须在光电传感器探测到的信号强度大于预先设定的阈值时才能启动。那么在阴云天气，阳光被遮住后光电传感器探测到的信号强度减小，该阳光跟踪装置停止动作，当阳光重新出现时，又需要重新跟踪，所耗时间较长。如果遇见阳光时隐时现的天气，该跟踪装置还容易在频繁的转换过程中损坏。

同时，一年四季的阳光强度差异很大，比如冬天正午的太阳可能还不如夏天的早晨阳光强。那么，启动阈值的设定也将成为该技术的难点，当然阈值设定越低越好，但阈值过低时，阳光采集装置采集到的阳光不足以提供室内照明需求，而且对于光电传感器的精度要求非常高。

由上可知，目前的阳光跟踪技术，在适应天气的复杂多变方面具有较大的不足。

发明内容

为了解决上述问题，本发明目的在于种提供一种在阴云、多云等光照不足的复杂天气变化下仍能准确跟踪太阳轨迹的阳光智能入户系统。

为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种阳光智能入户系统，包括装配在一起的阳光采集组件、光纤传导组件、光电探测器、信号处理模块、以及机械传动部分；所述阳光采集组件与所述光纤传导组件连接将阳光导入室内；所述光电探测器与所述信号处理模块连接，所述信号处理模块根据所述光电探测器采集的阳光强度差异信号、驱动所述机械传动部分转动以跟踪太阳运行轨迹；在所述信号处理模块上还连接有一接收卫星授时信号的GPS模块；所述信号处理模块根据所述卫星授时信号计算得出一太阳方位角信号、以及一太阳高度角信号；所述机械传动部分根据所述太阳方位角信号与所述太阳高度角信号转动以跟踪太阳运行轨迹。

优选的，所述阳光采集组件包括支撑筒、光学透镜、紫外与红外滤光片、以及光纤耦合器；所述光学透镜设置于所述支撑筒的开口处；所述紫外与红外滤光片设置于所述支撑筒的筒身、或设置于光纤耦合器内；所述光纤耦合器设置于所述支撑筒的筒底。

优选的，所述光学透镜是菲涅尔透镜、球面透镜或非球面透镜。

优选的，在所述光学透镜上设置有一层可见光增透膜。

优选的，在所述机械传动部分上还架设有太阳能收集储能装置。

优选的，所述太阳能收集储能装置包括光伏电池板、以及与所述光伏电池板相连的太阳能蓄电池。

优选的，所述光电探测器与所述阳光采集组件的光轴相互平行。

优选的，所述光纤传导组件中的光纤为大口径聚合物光纤、PMMA塑料光纤、石英光纤。

优选的，所述光电探测器包括一遮光筒；在所述遮光筒顶部中心安装有一小透镜；在所述遮光筒顶部的同心圆的内接正方形顶点上设置有四个室外照度传感器，所述室外照度传感器与所述信号处理模块连接；所述室外照度传感器与所述遮光筒顶部呈45度夹角；在所述遮光筒筒底的同心圆的内接正方形顶点上设置有四个精调跟踪传感器，所述精调跟踪传感器与所述信号处理模块连接。

优选的，所述室外照度传感器和精调跟踪传感器为光敏电阻、或硅光电池。