CN101545604A - 太阳能光电互补光纤照明装置 - Google Patents

太阳能光电互补光纤照明装置 Download PDF

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黄金鹿
王龙根
管忠
孙仕圣
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Abstract

本发明公开了一种太阳能光电互补光纤照明装置，由太阳能光采集系统、太阳能光伏发电系统、大功率LED光源系统、光纤耦合分配系统和发光光纤组成，太阳能光采集系统和太阳能光伏发电系统固定设置在太阳光可以照射到的位置上，太阳能光伏发电系统的电源输出端与大功率LED光源系统的电源端连接，装置中设有控制大功率LED工作的光敏自动开关，太阳能光采集系统和大功率LED光源系统的光源出口分别与光纤耦合分配系统的光源入口相连，光纤耦合分配系统的光源出口与发光光纤相连。本例充分利用太阳光和太阳的能量并通过光纤传输技术实现了人类绿色照明的要求，是未来的一种最节能、最环保的绿色照明系统。

Description

太阳能光电互补光纤照明装置
技术领域
本发明涉及一种照明系统，确切地讲是一种白天充分利用太阳能自然光，夜晚利用白天太阳能光伏发电储能并通过光纤传输的照明系统。
背景技术
随着光纤材料的诞生，人类不断利用光纤的光传输技术实现了不少光纤照明设备装置，用于室内或矿井以及遂道地下等场所的照明。但由于目前的技术还不能把太阳的光储存起来，用于没有太阳和夜晚的时候照明使用，因此，这些光纤照明设备和装置的使用受到了严重影响，难以推广使用。人类迫切需要的无论白天、夜晚有没有太阳都能够实现照明功能的光纤照明系统。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供一种太阳能光电互补光纤照明装置，该装置能充分利用太阳的能量，实现白天和夜晚都能照明，容易推广使用。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种太阳能光电互补光纤照明装置，由太阳能光采集系统、太阳能光伏发电系统、大功率LED光源系统、光纤耦合分配系统和发光光纤(或发光端子)组成，太阳能光采集系统和太阳能光伏发电系统固定设置在太阳光可以照射到的位置上，太阳能光伏发电系统的电源输出端与大功率LED光源系统的电源端连接，装置中设有控制大功率LED工作的光敏自动开关，太阳能光采集系统和大功率LED光源系统的光源出口分别与光纤耦合分配系统的光源入口相连，光纤耦合分配系统的光源出口与发光光纤或发光端子相连。
所述的太阳能光采集系统由球面光采集聚光器、菲涅尔透镜、平行透镜、红外紫外光滤波器和集光器由上而下叠设构成。
所述的太阳能光伏发电系统主要由太阳能电池组件、充放电控制器和储能蓄电池构成(此为成熟技术，本例不再说明)，其中太阳能电池组件可以是单晶硅、多晶硅或非晶硅电池组成，储能蓄电池可以是铅酸蓄电池、胶体电池、氢氧燃料电池或超级电容。
所述的大功率LED光源系统主要由电源驱动电路、LED发光芯片、散热器、聚光器、平行透镜和集光器构成(此为成熟技术，本例不再说明，通过固定架设置)，LED发光芯片为平板式集成封装的大功率LED发光模组。
光纤耦合分配系统包括光纤耦合器和光纤分光器(再通过其他一些部件组成，为成熟技术，本例不再说明)，光纤耦合器呈三棱柱状结构其设置有两个第一光源入口和一个第一光源出口，两个第一光源入口组成光纤耦合分配系统的光源入口，两个第一光源入口分别对应与太阳能光采集系统和大功率LED光源系统的光源出口相通，光纤分光器设置有一个第二光源入口和多个第二光源出口，多个第二光源出口组成光纤耦合分配系统的光源出口，光纤耦合器第一光源出口与光纤分光器的第二光源入口相通，光纤分光器的多个第二光源出口对应与发光光纤或发光端子相连。
所述的发光光纤至少是通体发光光纤和侧面发光光纤中的一种。
所述的发光端子至少是水晶发光端子、玻璃发光端子和五金发光端子中的一种。
所述光敏自动开关由光敏传感器通过电路控制，到达设定光照时开启所述开关(为成熟技术，本例不再说明)。
本发明的有益效果：本发明直接能将太阳自然光或利用太阳能发的电通过LED光源发光后，利用光纤传输技术应用于各种照明场所，是一种不消耗人类传统能源的新型绿色照明系统。该发明的推广应用将会为人类的节能照明、绿色照明带来新的希望，并可应用于建筑室内、矿井、地下、遂道、涵洞等场所的照明。
附图说明
图1为本发明结构原理图；
图2为本发明方框原理图；
其中：电线-7；光纤-8。
具体实施方式
实施例：一种太阳能光电互补光纤照明装置，由太阳能光采集系统1、太阳能光伏发电系统2、大功率LED光源系统3、光纤耦合分配系统4和发光光纤(或发光端子)组成，太阳能光采集系统1和太阳能光伏发电系统2固定设置在太阳光可以照射到的位置上，太阳能光伏发电系统2的电源输出端与大功率LED光源系统3的电源端连接，装置中设有控制大功率LED工作的光敏自动开关，太阳能光采集系统1和大功率LED光源系统3的光源出口分别与光纤耦合分配系统4的光源入口相连，光纤耦合分配系统4的光源出口与发光光纤或发光端子相连。
所述的太阳能光采集系统1由球面光采集聚光器11、菲涅尔透镜12、平行透镜13、红外紫外光滤波器14和集光器15由上而下叠设构成。
所述的太阳能光伏发电系统2主要由太阳能电池组件21、充放电控制器22和储能蓄电池23构成(此为成熟技术，本例不再说明)，其中太阳能电池组件可以是单晶硅、多晶硅或非晶硅电池组成，储能蓄电池可以是铅酸蓄电池、胶体电池、氢氧燃料电池或超级电容。
所述的大功率LED光源系统3主要由LED驱动控制器31、LED发光芯片32、散热器36、聚光器33、平行透镜34和集光器35构成(此为成熟技术，本例不再说明，通过固定架设置)，LED发光芯片为平板式集成封装的大功率LED发光模组。
光纤耦合分配系统4包括光纤耦合器43和光纤分光器44(再通过其他一些部件组成，为成熟技术，本例不再说明)，光纤耦合器43呈三棱柱状结构其设置有两个第一光源入口41和一个第一光源出口46，两个第一光源入口41组成光纤耦合分配系统4的光源入口，两个第一光源入口分别对应与太阳能光采集系统1和大功率LED光源系统3的光源出口相通，光纤分光器44设置有一个第二光源入口45和多个第二光源出口42，多个第二光源出口42组成光纤耦合分配系统4的光源出口，光纤耦合器第一光源出口46与光纤分光器的第二光源入口45相通，光纤分光器的多个第二光源出口42对应与发光光纤或发光端子相连。
所述的发光光纤至少是通体发光光纤51和侧面发光光纤52中的一种。
所述的发光端子6至少是水晶发光端子、玻璃发光端子和五金发光端子中的一种。
所述光敏自动开关由光敏传感器通过电路控制，到达设定光照时开启所述开关(为成熟技术，本例不再说明)。
本发明的工作原理是：
1、白天：太阳能光采集系统1中的球面光采集聚光器11将太阳的自然光采集后，经菲涅尔透镜12聚光增加光强并通过平行透镜13将光变为平行光束送入到红外紫外光滤波器14中，滤除去有害光后，集光器15送入光纤传送到光纤耦合器43中，并送入到需照明的场所，由光纤分光器44根据照明需要将光分别送入到发光光纤或发光端子实现自然光的传输照明。
2、夜晚或阳光不足的时候：由太阳能光伏发电系统2在通常有阳光的时候已将太阳能光变为了电储存在储能蓄电池23中，当夜晚或白天阳光不足时，光敏自动开关开启，储能蓄电池23放出电，通过LED驱动控制器31变换成LED发光芯片32需要的电压和电流点亮LED光源。LED发出的光通过聚光器33得到强光再通过平行透镜34得到平行光束，并通过集光器35送入到光纤中传输到光纤耦合分配系统4，实现照明功能。

Claims (7)

1.一种太阳能光电互补光纤照明装置，其特征是：由太阳能光采集系统、太阳能光伏发电系统、大功率LED光源系统、光纤耦合分配系统和发光光纤组成，太阳能光采集系统和太阳能光伏发电系统固定设置在太阳光可以照射到的位置上，太阳能光伏发电系统的电源输出端与大功率LED光源系统的电源端连接，装置中设有控制大功率LED工作的光敏自动开关，太阳能光采集系统和大功率LED光源系统的光源出口分别与光纤耦合分配系统的光源入口相连，光纤耦合分配系统的光源出口与发光光纤相连。
2.根据权利要求1所述的太阳能光电互补光纤照明装置，其特征是：所述的太阳能光采集系统由球面光采集聚光器、菲涅尔透镜、平行透镜、红外紫外光滤波器和集光器由上而下叠设构成。
3.根据权利要求1所述的太阳能光电互补光纤照明装置，其特征是：所述的太阳能光伏发电系统主要由太阳能电池组件、充放电控制器和储能蓄电池构成，其中太阳能电池组件是由单晶硅、多晶硅或非晶硅电池组成，储能蓄电池是铅酸蓄电池、胶体电池、氢氧燃料电池或超级电容。
4.根据权利要求1所述的太阳能光电互补光纤照明装置，其特征是：所述的大功率LED光源系统主要由电源驱动电路、LED发光芯片、散热器、聚光器、平行透镜和集光器构成，LED发光芯片为平板式集成封装的大功率LED发光模组。
5.根据权利要求1所述的太阳能光电互补光纤照明装置，其特征是：光纤耦合分配系统包括光纤耦合器和光纤分光器，光纤耦合器呈三棱柱状结构其设置有两个第一光源入口和一个第一光源出口，两个第一光源入口组成光纤耦合分配系统的光源入口，两个第一光源入口分别对应与太阳能光采集系统和大功率LED光源系统的光源出口相通，光纤分光器设置有一个第二光源入口和多个第二光源出口，多个第二光源出口组成光纤耦合分配系统的光源出口，光纤耦合器第一光源出口与光纤分光器的第二光源入口相通，光纤分光器的多个第二光源出口对应与发光光纤相连。
6.根据权利要求1所述的太阳能光电互补光纤照明装置，其特征是：所述的发光光纤至少是通体发光光纤和侧面发光光纤中的一种。
7.根据权利要求1至6中之一所述的太阳能光电互补光纤照明装置，其特征是：所述光敏自动开关由光敏传感器通过电路控制，到达设定光照时开启所述开关。
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PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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