帶陽光自動追蹤的陽光導入裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種帶陽光自動追蹤的陽光導入裝置，包括底座，太陽能追蹤器，聚光鏡片、活動支架、外層面板、內層面板、導光通道；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，內層面板安裝在活動支架上外層面板的后側并能夠移動調節；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；所述太陽能追蹤器包括：旋轉體、東西旋轉電機、上下推桿電機、測光面板、控制器和電源；由太陽能追蹤器調節聚光鏡片方位和朝向使其與陽光照射方向垂直。活動支架聚焦點位置可連接導光通道來傳輸光能。本實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入裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種太陽能利用設備，尤其是一種陽光導入裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著人們對環境的重視，綠色能源已成為能源行業關注的焦點，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非常的重視。太陽光導入系統作為一種新型的照明系統，使用越來越普及，它極大的節約了能源。在地下室、地鐵、商場以及一些辦公樓內部，由于缺少光照，即使是白天也需要電照明。據統計，現在很多地點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。將這一部分電能節約下來是對節能減排的不小貢獻。
[0003]陽光導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為缺少陽光中的紫外線、紅外線殺菌和提供熱量等因素，使得房間陰暗潮濕。
[0004]現有的太陽光導入系統是通過將太陽光聚焦，然后再通過導光介質實現陽光的導入，該系統的復雜性和成本主要集中于太陽光導入所使用的導光介質。現有的太陽光導入系統所采用的導光介質主要有彎角內設置反光鏡的光導管和光纖。
[0005]目前導光光纖的材質主要分為普通塑料光纖，和進口石英光纖。由于不同導光介質對不同波長的光傳輸損耗大不相同，在常見的陽光導入設備中都是采用對可見光波段導光效率較高的光纖，從而導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。而且因為現有的光纖的芯徑較小，最大不超過I毫米，同時光纖的數值孔徑小，只有在非常小的角度范圍內的光才能藕合進入光纖，當透鏡口徑較大時，因為球差等原因，其聚焦光斑也大，而光纖直徑小，所以光纖的藕合效率遠遠小于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。而采用彎角內設置反光鏡的光導管作為導光傳輸介質，該導光管類似通風管道，不能彎曲，而反射鏡固定在導光管上，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，僅在聚光轉置對準陽光時太陽才可隨導管進入室內，因此陽光的利用效率極低。如公開號CN104357906A文件中所述陽光導入設備尚存在體積較大、陽光收集過程即有多次反射導致過多能量損失和不能追蹤陽光射入的不足。
【發明內容】
[0006]針對現有技術中存在的不足，本實用新型提供一種帶陽光自動追蹤的陽光導入裝置，其結構小巧，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。本實用新型采用的技術方案是:
[0007]—種帶陽光自動追蹤的陽光導入裝置，包括底座，太陽能追蹤器，聚光鏡片、活動支架、外層面板、內層面板、導光通道；
[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，內層面板安裝在活動支架上外層面板的后側并能夠移動調節；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；聚焦點可通過活動支架的內層面板調節與外層面板即與聚光鏡片的距離;活動支架聚焦點位置連接導光通道來傳輸光能；
[0009]太陽能追蹤器調節活動支架的俯仰和旋轉角度從而調節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]進一步地，所述太陽能追蹤器包括:旋轉體、東西旋轉電機、上下推桿電機、測光面板、控制器和電源;控制器和電源安裝在底座上；
[0011]旋轉體安裝在底座上；東西旋轉電機和上下推桿電機安裝在旋轉體上;旋轉體上安裝活動支架;上下推桿電機連接活動支架;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;控制器根據測光面板的信號控制東西旋轉電機和上下推桿電機;東西旋轉電機使得旋轉體水平旋轉并帶動活動支架和外層面板上聚光鏡片水平旋轉;上下推桿電機帶動活動支架以活動支架在旋轉體上的活動支撐點旋轉。
[0012]進一步地，外層面板和內層面板平行。
[0013]進一步地，所述導光通道連接光纖束，光纖束由接頭固定在聚焦點。
[0014]或:所述導光通道連接導光管，導光管為柔性導光管，導光管內壁鍍有高反射膜。
[0015]進一步地，聚光鏡片采用螺紋聚光透鏡。
[0016]本實用新型的優點在于:采用螺紋聚光透鏡，可消除傳統聚光鏡的球差，減小采集點位置光斑大小，極大提高光能聚焦位置的采集效率。并有重量輕、中心薄的優點；同時使用單一透鏡，極大減小整體裝置的體積，使設備易于安放和移動;多種導光模式使裝置應用領域廣闊;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。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的結構不意圖。
[0018]圖2為本實用新型太陽能跟蹤器示意圖。
[0019]圖3為本實用新型正面結構示意圖。
[0020]圖4為本實用新型導光管的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021 ]下面結合具體附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[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，本實用新型提出的帶陽光自動追蹤的陽光導入裝置，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、內層面板5、導光通道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，內層面板5安裝在活動支架2上外層面板3的后側并能夠移動調節;外層面板3和內層面板5優選為平行；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4;聚焦點4可通過活動支架的內層面板5調節與外層面板3即與聚光鏡片I的距離;活動支架聚焦點4位置連接導光通道7來傳輸光能；
[0024]如圖2所示，太陽能追蹤器200可調節活動支架2的俯仰和旋轉角度從而調節外層面板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:旋轉體6、東西旋轉電機9、上下推桿電機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;旋轉體6安裝在底座100上；東西旋轉電機9和上下推桿電機10安裝在旋轉體6上;旋轉體6上安裝活動支架2;上下推桿電機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內置多個光電二極管，在不同位置接受陽光照射后產生電壓差為控制器12提供輸入信號來判斷測光面板11是否與光照垂直，進而提供信號來使得控制器12控制東西旋轉電機9和上下推桿電機10;東西旋轉電機9使得旋轉體6水平旋轉并帶動活動支架2和外層面板3上聚光鏡片I水平旋轉;上下推桿電機10帶動活動支架2以活動支架2在旋轉體6上的活動支撐點8旋轉。需要說明的是，圖2僅僅是個示意圖，因此圖2中內層面板5省略未畫；內層面板5的裝配關系在圖1中已經表達；
[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]導光通道7可連接光纖束和導光管14。所述光纖束由大量細小光纖聚合包裹而成，可由接頭固定在聚焦點4。如圖4所述導光管14為柔性導光管，導光管外層15采用聚四氟乙烯制成，所述導光管內壁鍍有反射率大于98%的高反射膜16，高反射膜16可以選取本技術領域常用的類型。所述導光管14能耐高溫，避免由于高溫導致的軟化或變形，導光管14可以任意變形，達到自由變換方向的目的，安裝使用方便，通過導光管14內的高反射膜16能大幅提高陽光導入后的利用效率。
[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，使得陽光穩定的聚焦，在離鏡片15cm位置的聚焦點光斑直徑為Icm以下，可平行于外層面板調節內層面板的位置，使內層面板5控制的陽光接收口在焦點位置，焦距由鏡片決定，由于為垂直照射，焦點距鏡片位置固定，只需初次安裝一次調節即可。活動支架內層面板的接口可切換使用光纖束和導光管，使用光纖束能方便變動位置，并且體積小、美觀。采用導光管位置相對固定，但接收口面積大，可使聚焦點的光線基本完全導入且全波段導光效率高。
【主權項】
1.一種帶陽光自動追蹤的陽光導入裝置，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)、內層面板(5)、導光通道(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，內層面板(5)安裝在活動支架(2)上外層面板(3)的后側并能夠移動調節；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(4);聚焦點(4)通過活動支架的內層面板(5)調節與外層面板(3)即與聚光鏡片(I)的距離;活動支架聚焦點(4)位置連接導光通道(7)來傳輸光能； 太陽能追蹤器(200)調節活動支架(2)的俯仰和旋轉角度從而調節外層面板(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.如權利要求1所述的帶陽光自動追蹤的陽光導入裝置，其特征在于: 所述太陽能追蹤器(200)包括:旋轉體(6)、東西旋轉電機(9)、上下推桿電機(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； 旋轉體(6)安裝在底座(100)上；東西旋轉電機(9)和上下推桿電機(10)安裝在旋轉體(6)上;旋轉體(6)上安裝活動支架(2);上下推桿電機(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)根據測光面板(11)的信號控制東西旋轉電機(9)和上下推桿電機(10);東西旋轉電機(9)使得旋轉體(6)水平旋轉并帶動活動支架(2)和外層面板(3)上聚光鏡片(I)水平旋轉;上下推桿電機(10)帶動活動支架(2)以活動支架(2)在旋轉體(6)上的活動支撐點(8)旋轉。3.如權利要求1所述的帶陽光自動追蹤的陽光導入裝置，其特征在于: 外層面板(3)和內層面板(5)平行。4.如權利要求1所述的帶陽光自動追蹤的陽光導入裝置，其特征在于: 所述導光通道(7)連接光纖束，光纖束由接頭固定在聚焦點(4)。5.如權利要求1所述的帶陽光自動追蹤的陽光導入裝置，其特征在于: 所述導光通道(7)連接導光管(14)，導光管(14)為柔性導光管，導光管內壁鍍有高反射膜(16)。6.如權利要求1所述的帶陽光自動追蹤的陽光導入裝置，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
【發明人】倪屹
【申請人】倪屹