[发明专利]利用分光聚光技术与LED并行互补技术的太阳能照明系统

说明书

技术领域

本发明属于太阳能技术领域，涉及一种高效利用太阳能实现照明的方案，尤其涉及一种利用分光技术实现太阳光全光谱聚光高效利用的太阳光与LED并行互补式照明系统。

背景技术

针对目前能源短缺的问题，但实际生活中又有许多场所如矿井、地下停车库、隧道、地下室等因不能直接被太阳光照射而急需照明，为了更充分利用储量巨大的太阳能，因此现在已有利用光纤将太阳光导入到应用场所实现利用太阳光直接照明的方案被提出，但这种方案仍存在缺陷，即一般照明只需占太阳光总辐射能约50%的可见光（太阳光谱380nm~760nm波段）即可，而占太阳光总辐射能约43%的红外光（太阳光谱大于760nm波段）因不能被我们的视觉所感知而被大量的浪费掉了，造成资源的浪费，因而上述方案中太阳能利用率不高，不仅如此，没有被充分利用的富含热能的红外光当被导入到应用场所时反而还会影响环境温度，对生产生活间接带来影响，同时由于传输温度过高也会加速光纤老化，使用于实际生活中传输太阳光的光纤不耐用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可将太阳光中的可见光与红外光分开利用，可见光通过光纤引导直接照明，红外光被太阳能电池吸收发电负载LED来补充照明的太阳光全光谱高效利用的方案。

本发明所采用的技术方案是：一种利用分光聚光技术与LED并行互补技术的太阳能照明系统，其特征在于：包括太阳追踪单元、碟面聚光分光单元、光电传输控制单元、LED与光纤互补照明单元；

所述碟面聚光分光单元设置在太阳追踪单元上，所述光电传输控制单元为所述碟面聚光分光单元和LED与光纤互补照明单元的连接结构；

所述太阳追踪单元用于控制系统跟随太阳转动，使太阳光始终垂直入射在所述碟面聚光分光单元的碟面上，所述碟面上设置有分光薄膜，太阳光经分光薄膜分光，红外光透过分光薄膜被下层的太阳能电池吸收用于发电并被蓄电池储存，可见光被分光薄膜反射，经双曲面镜收集后通过光纤导入到室内进行照明；所述LED与光纤互补照明单元运用光控开关控制由蓄电池供电的LED阵列开启和关闭，使室内的光强保持基本不变。

本发明与现有技术相比，其有益的效果：一是实现太阳光全光谱中可见光和红外光被分开高效利用，极大地提高了太阳光的利用率；二是绝大部分红外光直接被太阳能电池吸收，不会经由光纤传导，因而可极大程度降低被光纤导入的光对应用场所温度的影响，并且也能减慢光纤老化的速度，适应面广。

附图说明

图1是本发明实施例的侧视图。

图2是本发明实施例的后视图。

图3是本发明实施例中贴附在碟面上的光学材料层的结构细分图。

图4是本发明实施例中太阳光经光学材料层分光和碟面汇聚可见光到双曲面镜上，再经其汇聚到输入接头中光纤束的光路示意图。

图5是本发明实施例中输入接头和光纤传输管顶部的结构示意图。

图6是本发明实施例中光纤束耦合进输入接头的俯视图和光纤束接头呈现六边形无缝镶嵌排列的放大示意图。

图7是本发明实施例中的光纤传输管和大圆螺母结构示意图。

图8是本发明实施例的灯座插管、输出接头和光纤灯座的结构示意图。

图9是本发明实施例的光纤束耦合进输出接头的底部结构示意图。

图10是本发明实施例的LED与光纤互补照明单元的结构示意图。

图11是本发明实施例的LED与光纤互补照明单元的底部结构示意图。

图12是本发明实施例的分光薄膜对太阳光中可见光和红外光透过率示意图。

其中： 11—底座；12—回转减速机；13—定心座子；14—支撑轴承；15—电动推杆；16—碟面支撑底座； 21—碟面支撑架；22—大圆螺母；23—碟面；24—光学材料层；241—贴附材料；242—下层电极；243—柔性太阳能电池；244—上层电极；245—分光薄膜；25—双曲面镜支撑杆；26—双曲面镜； 31—光纤束；32—输入接头；33—光纤传输管；34—灯座插管；35—输出接头；36—导线；37—蓄电池；38—光控开关； 41—灯座载体；42—光纤灯座；421—灯座圆螺母；422—圆台反光面；43—LED阵列。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。