帶陽光自動追蹤的陽光導(dǎo)入裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種帶陽光自動追蹤的陽光導(dǎo)入裝置，包括底座，太陽能追蹤器，聚光鏡片、活動支架、外層面板、內(nèi)層面板、導(dǎo)光通道；在底座上安裝有一個太陽能追蹤器；活動支架安裝在太陽能追蹤器上；外層面板固定在活動支架上前側(cè)，內(nèi)層面板安裝在活動支架上外層面板的后側(cè)并能夠移動調(diào)節(jié)；用于收集陽光的聚光鏡片固定在活動支架外層面板上，把陽光聚焦成光斑匯聚到聚焦點(diǎn)；所述太陽能追蹤器包括：旋轉(zhuǎn)體、東西旋轉(zhuǎn)電機(jī)、上下推桿電機(jī)、測光面板、控制器和電源；由太陽能追蹤器調(diào)節(jié)聚光鏡片方位和朝向使其與陽光照射方向垂直。活動支架聚焦點(diǎn)位置可連接導(dǎo)光通道來傳輸光能。本實(shí)用新型提高了太陽光的利用率，安裝使用方便。
【專利說明】
帶陽光自動追蹤的陽光導(dǎo)入裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種太陽能利用設(shè)備，尤其是一種陽光導(dǎo)入裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著人們對環(huán)境的重視，綠色能源已成為能源行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，在綠色能源中，太陽能資源取之不盡，清潔安全，是最理想的可再生能源。國際上對太陽能的開發(fā)非常的重視。太陽光導(dǎo)入系統(tǒng)作為一種新型的照明系統(tǒng)，使用越來越普及，它極大的節(jié)約了能源。在地下室、地鐵、商場以及一些辦公樓內(nèi)部，由于缺少光照，即使是白天也需要電照明。據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在很多地點(diǎn)在白天照明所消耗的電量占全天照明所需電量20%的以上，用電量十分可觀。將這一部分電能節(jié)約下來是對節(jié)能減排的不小貢獻(xiàn)。
[0003]陽光導(dǎo)入裝置使用場景是不能直接接收太陽光的地下室或房間，現(xiàn)有的人工照明基本是波段比較狹窄的光源，這些場景若只采用電燈照明時間長后會因?yàn)槿鄙訇柟庵械淖贤饩€、紅外線殺菌和提供熱量等因素，使得房間陰暗潮濕。
[0004]現(xiàn)有的太陽光導(dǎo)入系統(tǒng)是通過將太陽光聚焦，然后再通過導(dǎo)光介質(zhì)實(shí)現(xiàn)陽光的導(dǎo)入，該系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本主要集中于太陽光導(dǎo)入所使用的導(dǎo)光介質(zhì)?，F(xiàn)有的太陽光導(dǎo)入系統(tǒng)所采用的導(dǎo)光介質(zhì)主要有彎角內(nèi)設(shè)置反光鏡的光導(dǎo)管和光纖。
[0005]目前導(dǎo)光光纖的材質(zhì)主要分為普通塑料光纖，和進(jìn)口石英光纖。由于不同導(dǎo)光介質(zhì)對不同波長的光傳輸損耗大不相同，在常見的陽光導(dǎo)入設(shè)備中都是采用對可見光波段導(dǎo)光效率較高的光纖，從而導(dǎo)致相對于人工照明價值較大的紫外線、紅外線波段損耗非常高。而且因?yàn)楝F(xiàn)有的光纖的芯徑較小，最大不超過I毫米，同時光纖的數(shù)值孔徑小，只有在非常小的角度范圍內(nèi)的光才能藕合進(jìn)入光纖，當(dāng)透鏡口徑較大時，因?yàn)榍虿畹仍?，其聚焦光斑也大，而光纖直徑小，所以光纖的藕合效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1%，太陽光不能有效的利用，同時對陽光的跟蹤精度要求特別高。而采用彎角內(nèi)設(shè)置反光鏡的光導(dǎo)管作為導(dǎo)光傳輸介質(zhì)，該導(dǎo)光管類似通風(fēng)管道，不能彎曲，而反射鏡固定在導(dǎo)光管上，因此其采集陽光的方向固定，采集陽光的聚光裝置不可旋轉(zhuǎn)，僅在聚光轉(zhuǎn)置對準(zhǔn)陽光時太陽才可隨導(dǎo)管進(jìn)入室內(nèi)，因此陽光的利用效率極低。如公開號CN104357906A文件中所述陽光導(dǎo)入設(shè)備尚存在體積較大、陽光收集過程即有多次反射導(dǎo)致過多能量損失和不能追蹤陽光射入的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型提供一種帶陽光自動追蹤的陽光導(dǎo)入裝置，其結(jié)構(gòu)小巧，提供不同場合的光照傳輸方案，提高太陽光的利用率，安裝使用方便，成本低，安全可靠。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種帶陽光自動追蹤的陽光導(dǎo)入裝置，包括底座，太陽能追蹤器，聚光鏡片、活動支架、外層面板、內(nèi)層面板、導(dǎo)光通道；
[0008]在底座上安裝有一個太陽能追蹤器;活動支架安裝在太陽能追蹤器上；外層面板固定在活動支架上前側(cè)，內(nèi)層面板安裝在活動支架上外層面板的后側(cè)并能夠移動調(diào)節(jié)；用于收集陽光的聚光鏡片固定在活動支架外層面板上，把陽光聚焦成光斑匯聚到聚焦點(diǎn)；聚焦點(diǎn)可通過活動支架的內(nèi)層面板調(diào)節(jié)與外層面板即與聚光鏡片的距離;活動支架聚焦點(diǎn)位置連接導(dǎo)光通道來傳輸光能；
[0009]太陽能追蹤器調(diào)節(jié)活動支架的俯仰和旋轉(zhuǎn)角度從而調(diào)節(jié)外層面板上聚光鏡片的方位和朝向使得聚光鏡片與陽光照射方向垂直。
[0010]進(jìn)一步地，所述太陽能追蹤器包括:旋轉(zhuǎn)體、東西旋轉(zhuǎn)電機(jī)、上下推桿電機(jī)、測光面板、控制器和電源;控制器和電源安裝在底座上；
[0011]旋轉(zhuǎn)體安裝在底座上；東西旋轉(zhuǎn)電機(jī)和上下推桿電機(jī)安裝在旋轉(zhuǎn)體上;旋轉(zhuǎn)體上安裝活動支架;上下推桿電機(jī)連接活動支架;測光面板安裝在外層面板上，且與聚光鏡片位于同一平面;測光面板為控制器提供輸入信號;控制器根據(jù)測光面板的信號控制東西旋轉(zhuǎn)電機(jī)和上下推桿電機(jī);東西旋轉(zhuǎn)電機(jī)使得旋轉(zhuǎn)體水平旋轉(zhuǎn)并帶動活動支架和外層面板上聚光鏡片水平旋轉(zhuǎn);上下推桿電機(jī)帶動活動支架以活動支架在旋轉(zhuǎn)體上的活動支撐點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。
[0012]進(jìn)一步地，外層面板和內(nèi)層面板平行。
[0013]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)光通道連接光纖束，光纖束由接頭固定在聚焦點(diǎn)。
[0014]或:所述導(dǎo)光通道連接導(dǎo)光管，導(dǎo)光管為柔性導(dǎo)光管，導(dǎo)光管內(nèi)壁鍍有高反射膜。
[0015]進(jìn)一步地，聚光鏡片采用螺紋聚光透鏡。
[0016]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:采用螺紋聚光透鏡，可消除傳統(tǒng)聚光鏡的球差，減小采集點(diǎn)位置光斑大小，極大提高光能聚焦位置的采集效率。并有重量輕、中心薄的優(yōu)點(diǎn)；同時使用單一透鏡，極大減小整體裝置的體積，使設(shè)備易于安放和移動;多種導(dǎo)光模式使裝置應(yīng)用領(lǐng)域廣闊;太陽能跟蹤功能使得裝置可高效率工作于每天不同時間段和不同季節(jié)。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0018]圖2為本實(shí)用新型太陽能跟蹤器示意圖。
[0019]圖3為本實(shí)用新型正面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4為本實(shí)用新型導(dǎo)光管的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0022]如圖1所示，為了提高太陽光的利用率以及安裝使用的便捷性，本實(shí)用新型提出的帶陽光自動追蹤的陽光導(dǎo)入裝置，包括底座100，太陽能追蹤器200，聚光鏡片1、活動支架2、外層面板3、內(nèi)層面板5、導(dǎo)光通道7;
[0023]太陽能追蹤器200安裝在底座100上，能夠自動跟蹤陽光而轉(zhuǎn)動，并控制活動支架2的俯仰角度;活動支架2安裝在太陽能追蹤器200上;外層面板3固定在活動支架2上前側(cè)，內(nèi)層面板5安裝在活動支架2上外層面板3的后側(cè)并能夠移動調(diào)節(jié);外層面板3和內(nèi)層面板5優(yōu)選為平行；用于收集陽光的聚光鏡片I固定在活動支架2外層面板3上，把陽光聚焦成光斑匯聚到聚焦點(diǎn)4;聚焦點(diǎn)4可通過活動支架的內(nèi)層面板5調(diào)節(jié)與外層面板3即與聚光鏡片I的距離;活動支架聚焦點(diǎn)4位置連接導(dǎo)光通道7來傳輸光能；
[0024]如圖2所示，太陽能追蹤器200可調(diào)節(jié)活動支架2的俯仰和旋轉(zhuǎn)角度從而調(diào)節(jié)外層面板3上聚光鏡片I的方位和朝向使得聚光鏡片I與陽光照射方向垂直。
[0025]太陽能追蹤器200包括:旋轉(zhuǎn)體6、東西旋轉(zhuǎn)電機(jī)9、上下推桿電機(jī)10、測光面板11、控制器12和電源13;控制器12和電源13安裝在底座100上;旋轉(zhuǎn)體6安裝在底座100上；東西旋轉(zhuǎn)電機(jī)9和上下推桿電機(jī)10安裝在旋轉(zhuǎn)體6上;旋轉(zhuǎn)體6上安裝活動支架2;上下推桿電機(jī)10連接活動支架2;測光面板11安裝在外層面板3上的下部，且與聚光鏡片I位于同一平面；測光面板11內(nèi)置多個光電二極管，在不同位置接受陽光照射后產(chǎn)生電壓差為控制器12提供輸入信號來判斷測光面板11是否與光照垂直，進(jìn)而提供信號來使得控制器12控制東西旋轉(zhuǎn)電機(jī)9和上下推桿電機(jī)10;東西旋轉(zhuǎn)電機(jī)9使得旋轉(zhuǎn)體6水平旋轉(zhuǎn)并帶動活動支架2和外層面板3上聚光鏡片I水平旋轉(zhuǎn);上下推桿電機(jī)10帶動活動支架2以活動支架2在旋轉(zhuǎn)體6上的活動支撐點(diǎn)8旋轉(zhuǎn)。需要說明的是，圖2僅僅是個示意圖，因此圖2中內(nèi)層面板5省略未畫；內(nèi)層面板5的裝配關(guān)系在圖1中已經(jīng)表達(dá)；
[0026]如圖3所示，聚光鏡片I固定于外層面板3中間，測光面板11固定于聚光鏡片I的同一平面。
[0027]導(dǎo)光通道7可連接光纖束和導(dǎo)光管14。所述光纖束由大量細(xì)小光纖聚合包裹而成，可由接頭固定在聚焦點(diǎn)4。如圖4所述導(dǎo)光管14為柔性導(dǎo)光管，導(dǎo)光管外層15采用聚四氟乙烯制成，所述導(dǎo)光管內(nèi)壁鍍有反射率大于98%的高反射膜16，高反射膜16可以選取本技術(shù)領(lǐng)域常用的類型。所述導(dǎo)光管14能耐高溫，避免由于高溫導(dǎo)致的軟化或變形，導(dǎo)光管14可以任意變形，達(dá)到自由變換方向的目的，安裝使用方便，通過導(dǎo)光管14內(nèi)的高反射膜16能大幅提高陽光導(dǎo)入后的利用效率。
[0028]聚光鏡片I采用半徑1cm的螺紋聚光透鏡。由于太陽能追蹤器200的控制使得外層面板3任意時刻保持與陽光的垂直，使得陽光穩(wěn)定的聚焦，在離鏡片15cm位置的聚焦點(diǎn)光斑直徑為Icm以下，可平行于外層面板調(diào)節(jié)內(nèi)層面板的位置，使內(nèi)層面板5控制的陽光接收口在焦點(diǎn)位置，焦距由鏡片決定，由于為垂直照射，焦點(diǎn)距鏡片位置固定，只需初次安裝一次調(diào)節(jié)即可?；顒又Ъ軆?nèi)層面板的接口可切換使用光纖束和導(dǎo)光管，使用光纖束能方便變動位置，并且體積小、美觀。采用導(dǎo)光管位置相對固定，但接收口面積大，可使聚焦點(diǎn)的光線基本完全導(dǎo)入且全波段導(dǎo)光效率高。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶陽光自動追蹤的陽光導(dǎo)入裝置，包括底座(100)，其特征在于:還包括:太陽能追蹤器(200)，聚光鏡片(1)、活動支架(2)、外層面板(3)、內(nèi)層面板(5)、導(dǎo)光通道(7); 在底座(100)上安裝有一個太陽能追蹤器(200);活動支架(2)安裝在太陽能追蹤器(200)上;外層面板(3)固定在活動支架(2)上前側(cè)，內(nèi)層面板(5)安裝在活動支架(2)上外層面板(3)的后側(cè)并能夠移動調(diào)節(jié)；用于收集陽光的聚光鏡片(I)固定在活動支架(2)外層面板(3)上，把陽光聚焦成光斑匯聚到聚焦點(diǎn)(4);聚焦點(diǎn)(4)通過活動支架的內(nèi)層面板(5)調(diào)節(jié)與外層面板(3)即與聚光鏡片(I)的距離;活動支架聚焦點(diǎn)(4)位置連接導(dǎo)光通道(7)來傳輸光能； 太陽能追蹤器(200)調(diào)節(jié)活動支架(2)的俯仰和旋轉(zhuǎn)角度從而調(diào)節(jié)外層面板(3)上聚光鏡片(I)的方位和朝向使得聚光鏡片(I)與陽光照射方向垂直。2.如權(quán)利要求1所述的帶陽光自動追蹤的陽光導(dǎo)入裝置，其特征在于: 所述太陽能追蹤器(200)包括:旋轉(zhuǎn)體(6)、東西旋轉(zhuǎn)電機(jī)(9)、上下推桿電機(jī)(1)、測光面板(11)、控制器(12)和電源(13);控制器(12)和電源(13)安裝在底座(100)上； 旋轉(zhuǎn)體(6)安裝在底座(100)上；東西旋轉(zhuǎn)電機(jī)(9)和上下推桿電機(jī)(10)安裝在旋轉(zhuǎn)體(6)上;旋轉(zhuǎn)體(6)上安裝活動支架(2);上下推桿電機(jī)(10)連接活動支架(2);測光面板(11)安裝在外層面板(3)上，且與聚光鏡片(I)位于同一平面;測光面板(11)為控制器(12)提供輸入信號；控制器(12)根據(jù)測光面板(11)的信號控制東西旋轉(zhuǎn)電機(jī)(9)和上下推桿電機(jī)(10);東西旋轉(zhuǎn)電機(jī)(9)使得旋轉(zhuǎn)體(6)水平旋轉(zhuǎn)并帶動活動支架(2)和外層面板(3)上聚光鏡片(I)水平旋轉(zhuǎn);上下推桿電機(jī)(10)帶動活動支架(2)以活動支架(2)在旋轉(zhuǎn)體(6)上的活動支撐點(diǎn)(8)旋轉(zhuǎn)。3.如權(quán)利要求1所述的帶陽光自動追蹤的陽光導(dǎo)入裝置，其特征在于: 外層面板(3)和內(nèi)層面板(5)平行。4.如權(quán)利要求1所述的帶陽光自動追蹤的陽光導(dǎo)入裝置，其特征在于: 所述導(dǎo)光通道(7)連接光纖束，光纖束由接頭固定在聚焦點(diǎn)(4)。5.如權(quán)利要求1所述的帶陽光自動追蹤的陽光導(dǎo)入裝置，其特征在于: 所述導(dǎo)光通道(7)連接導(dǎo)光管(14)，導(dǎo)光管(14)為柔性導(dǎo)光管，導(dǎo)光管內(nèi)壁鍍有高反射膜(16)。6.如權(quán)利要求1所述的帶陽光自動追蹤的陽光導(dǎo)入裝置，其特征在于: 聚光鏡片(I)采用螺紋聚光透鏡。
【文檔編號】F21V5/04GK205480783SQ201620074064
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月25日
【發(fā)明人】倪屹
【申請人】倪屹