[发明专利]一种太阳光照明系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种将太阳光导入到需光环境中的系统装置，以满足这些环境对光和热的需求，更具体地说，本发明采用一组抛物线型凹/凸面反光镜对太阳光进行聚集，采用内反光管将前述聚集的太阳光按需分配、传输导入需光环境。

背景技术

对于需光环境(完全黑暗的，或有自然采光但仍需补充照明的)，通常采用耗电光源提供照明，此法需消耗宝贵的电能(由其他能源以较低的转换效率、付出巨大的环境成本获得的高品质能源)。众所周知，太阳光是一种健康、节能又环保的光。在白天太阳光充沛的情况下，采用耗电光源照明是不合理的，尤其在当前能源紧张、环境问题日益突出的今天，采用耗电光源照明就是一种能源浪费！因此，我们需要考虑采用太阳光照明以代替白天的耗电光源照明。

当前，太阳光照明的技术路线分为直接法和间接法两种。简言之，间接法就是采用太阳能电池板进行光-电转换，再将转换所得的电用于照明。太阳能电池板的光-电转换效率只有10％左右，这么低的效率注定了其在该领域推广价值不大。直接法，不涉及能量转换，运用光反射原理将太阳光导入需光环境。当前属于直接法的产品有两种型式：大口径导光管式光导照明系统以及光导纤维式太阳光照明系统。相比于间接法，虽然这两种型式效率有所提高，但也存在以下不足。第一，大口径导光管式光导照明系统没有太阳跟踪装置，其受光面固定不动，随着太阳方位、高度角的不同，照明效果变化很大。大口径管道穿过建筑墙面、屋顶，开孔过大对建筑结构不利。第二，光导纤维式太阳光照明系统所用光纤成本较高，并且受光端存在反射损失、光照发热问题，导致其光承载量不大，聚光规模较小。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本低廉且照明效果好的直接法太阳光照明系统。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种太阳光照明系统，其特征在于，包括太阳光聚焦装置，在太阳光聚焦装置的后端固定连接有可伸缩、弯曲的弹性柔变弯曲导光管结构，由太阳光聚焦装置将太阳光聚集成一束平行光柱后引入弹性柔变弯曲导光管结构，水平方向减速步进电机驱动太阳光聚焦装置绕其输出轴摆动，从而使得太阳光聚焦装置随太阳高度角的变化而改变抬头角度，竖直方向减速步进电机驱动弹性柔变弯曲导光管结构伸缩、弯曲，从而带动太阳光聚焦装置保持面向太阳，水平方向减速步进电机及竖直方向减速步进电机均与控制单元相连，弹性柔变弯曲导光管结构与太阳光分配、转向导光管理系统光路相通，由太阳光分配、转向导光管理系统将由弹性柔变弯曲导光管结构引入的太阳光分配至各需光端。

优选地，所述太阳光聚焦装置包括同轴线同焦点的抛物线型聚光凸面镜及抛物线型聚光凹面镜，抛物线型聚光凸面镜固定在抛物线型聚光凹面镜的上方，在抛物线型聚光凹面镜的中心形成有孔洞，太阳光经抛物线型聚光凹面镜与抛物线型聚光凸面镜两次反射后聚集成一束平行光柱穿过孔洞后进入内反光锥筒体内，内反光锥筒体与所述弹性柔变弯曲导光管结构光路相通。

优选地，所述抛物线型聚光凹面镜固定在凹面镜固定部上，所述抛物线型聚光凸面镜通过调节装置固定在凸面镜固定部上，凸面镜固定部则固定在凹面镜固定部上。

优选地，所述凸面镜固定部采用成交叉状的聚光凸面镜支撑臂。

优选地，所述抛物线型聚光凹面镜或为整片镜片，或由至少两片镜片拼接而成。

优选地，所述竖直方向减速步进电机的输出轴与Y型支架，在Y型支架顶部的两个分叉上各开有一个轴孔，与所述太阳光聚焦装置相连的所述水平方向减速步进电机的输出轴穿入一个轴孔内，在另一个轴孔内穿入有支撑框架旋转轴，支撑框架旋转轴与所述太阳光聚焦装置固定连接。

优选地，所述弹性柔变弯曲导光管结构包括柔性细丝弹簧及多片反光片，通过螺旋上升的柔性细丝弹簧将多片反光片串联成整体。

优选地，在每片所述反光片的两个角部分别设有带孔短翅片及短窄槽，在每片所述反光片的中部设有长窄槽，在所有所述反光片中，当前一片反光片，定义为反观片一、与当前反光片在周向上相邻的一片反光片，定义为反观片二、与反观片一及反观片二在径向上均相邻的一片反光片，定义为反观片三为一组反光片，对于每组反光片而言：

在反观片一上的带孔短翅片穿入反观片二上的短窄槽后再穿入反观片三上的长窄槽，所述柔性细丝弹簧再由反观片一上的带孔短翅片上的孔内穿过。

优选地，所述反光片采用不锈钢反光片，优选为柱面弯曲、内表面抛光的不锈钢薄片。