CN111149436A - 照明器的调光系统 - Google Patents

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Abstract

光扩散型天窗的照度(17)被认为受天气影响而不适于照明，但通过照明器、控制技术的进步和普及、天窗自身的品质提高能消除这些问题，并且可以有效利用光扩散型天窗的高采光的优点。将设定值(19)设为调光信号的基准，所述设定值(19)将屋内的作业面所需照度(14)与光扩散型天窗(01)的作业面照度(17)、太阳光发电面板(02)的发电功率(16)建立关联。对于冬季日落、雨天等该设定值(19)以下的区域，通过从太阳光发电面板发送的信号进行带调光的照明器(04)的调光。

Description

照明器的调光系统
技术领域
本发明涉及一种应用于通过与光扩散型天窗设置于同一屋顶上的太阳光发电面板并利用发电功率、发电、电压或电流进行照明器的调光的系统的有效的技术。
背景技术
屋外的照度由太阳直射光照度和天空光照度(以下记为太阳光)构成。以往，存在设置使太阳光扩散而用于整体照明或局部照明的光扩散型天窗的技术。通过利用该技术使均匀的光穿过室内，能将照明器具的消耗功率降低60％左右。此外，还存在将太阳光发电面板设置于屋顶且以发电为目的的系统，也存在通过与光扩散型天窗一同设置来同时进行发电的组合。在折板屋顶、薄板防水屋顶的同一屋顶上，将太阳光发电面板设置于光扩散型天窗与光扩散型天窗的中间，以便用于通过光扩散型天窗进行节能、通过太阳光发电面板进行产能的具有庞大的屋顶面积的工厂、物流仓库。
然而，通过光扩散型天窗取入至室内的光依赖于太阳光的强度，因此，室内的照度无法保持为固定，通过与照明器具一起设置，来弥补室内的照度不足。特别是在因天气的变化等而照度始终变化而变得照度不足的情况下，需要重复进行照明装置的打开/关闭，因此，始终点亮照明器具的情况较多，不能说获得了光扩散型天窗的效果。
专利文献1是传感器的设置场所。专利文献2是来自窗户的采光而不是来自屋顶的均匀采光，不适于具有进深的整体照明。专利文献3是太阳光发电面板与照明器具为一体，并且监测发电量，当发电量不足时从外部电力获得的系统。专利文献4通过太阳光发电面板的发电量来判定屋外的明亮度，对屋内的照明器进行调光。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010－160975号公报
专利文献2：日本特开2006－73419号公报
专利文献3：日本特开2013－45655号公报
专利文献4：日本特开2014－186962号公报
发明内容
发明所要解决的问题
现在的光扩散型天窗大多以单体的方式设计设置，也存在因天气异常而无法获得来自天窗的照度的情况，并且存在以下问题：照明器具始终点亮的状况较多，无法发挥由太阳光进行的室内照射带来的节能的效果。
需要设置始终测定照度的装置并且要有根据该照度进行任意的调光的装置，但存在大多未被设置的问题，本发明的目的在于解决这些问题。
用于解决问题的方案
一种照明器的调光系统，是对将自然光采光至屋内的光扩散型天窗或光扩散型窗与太阳光发电面板进行排列设置的调光系统，所述照明器的调光系统将在来自光扩散型天窗或光扩散型窗的光的任意的位置处的作业面照度与由太阳光发电面板产生的发电功率或电流或电压建立关联。
发明效果
将来自光扩散型天窗的整体照明或局部照明为作业面所需照度时的发电功率设为设定值，分别称为设定照度、设定发电功率。仅在来自光扩散型天窗或光扩散型窗的作业面照度为设定照度以下，即太阳光发电面板的发电功率为设定发电功率以下时，点亮带调光的照明器具，使用照明电源。在获得设定值以上的情况下，照明装置成为无特别的装置或人的干涉而熄灭的状态。在实施例中，如果为400勒克斯左右的作业面所需照度，则晴天时白天不需要使用照明电源。
能将照明能量、CO2减少60％以上，并且还能发电。也能延长照明器具的寿命。
附图说明
图1是在屋顶以相同条件设置有太阳光发电面板和光扩散型天窗的整体照明用的配置图。
图2是在屋顶设置有光扩散型天窗、太阳光发电面板的剖视图。
图3是太阳光发电面板、控制装置、光扩散型天窗、带调光的照明器的配置图、调光信号用布线图。
图4是太阳光发电系统的发电功率曲线。
图5是对晴天时的外部的照度进行了实测的图。
图6是对来自光扩散型天窗的照度进行了实测的图。
图7是设定照度、设定发电功率与照明消耗功率的关系图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细地说明。不过，本发明可以以大量的不同的方案进行实施，不应解释为限定于本实施方式的记载内容。需要说明的是，贯穿实施方式的整体对相同的要素赋予相同的附图标记。
图1是设置于屋顶08的光扩散型天窗01和太阳光发电面板02的俯视图。图2示出了太阳光07以相同条件进行照射。图3是光扩散型天窗01、太阳光发电面板02、控制装置03、带调光的照明器04、调光用发电功率线05、调光用信号线或无线信号06、太阳光07的关系图。图4按时刻并且以曲线示出了上面的曲线为晴天的日子09、中间的曲线为天气异常的日子10、下面的曲线为阴天的日子11的太阳光发电面板的发电量(引用自九电主页)。图5是本公司施工例的实测值，是晴天时的外部的照度12。图6是图5时的晴天时的光扩散型天窗01的作业面照明13。15的曲线示出雨天时的光扩散型天窗01的作业面照度。该作业场所的作业面所需照度14示出为400勒克斯(Lux)。图7示出若太阳光发电面板02的发电功率16和光扩散型天窗01的作业面照度17小于设定值19，则照明消耗功率18增加。
当以相同条件将光扩散型天窗01和太阳光发电面板02交替排列设置于屋顶08上时，太阳光07也以相同条件进行照射，从光扩散型天窗01获得的作业面照度17与太阳光发电面板02的发电功率16成比例，因此，计测并记录来自光扩散型天窗01的作业面照度17，将任意的作业面所需照度14时的发电功率16设为设定值19。该设定值19经由调光用发电功率线05、控制装置03、调光用信号布线或无线06而向带调光的照明器04发送调光用信号。通过设定一个或多个基准，能在不使用照度计的情况下使带调光的照明器04自动地调光。光扩散型天窗01宽度50厘米，具有47厘米的有效采光宽度而能取入较多的光。由于不需要较大地设置宽度，因此通过屋顶面积的3％～7％的设置延伸面积，屋内能得到大致均匀的照度。能在空置的空间更有效地设置太阳光发电面板02。需要说明的是，上述说明是对设置于屋顶08的光扩散型天窗01进行说明，但也可以在墙壁设置光扩散窗。
09、10、11是太阳光发电面板的因天气状态而变化的发电功率的曲线，与光扩散型天窗的照度曲线成比例。晴天时的外部的照度12在12点40分时示出为125000勒克斯。此时的光扩散型天窗01的作业面照度13即使在12点时候的阴天下也能维持作业面所需照度14的400勒克斯以上。这是因为即使没有太阳直射光照度，也因天空光照度而具有0至50000勒克斯的照度。雨天时的作业面照度15维持作业面所需照度14直至4时30分左右为止，之后，变得照度不足而需要点亮带调光的照明器04。在设定值19以下，调光系统进行工作而点亮。发电功率16与带调光的照明器的消耗功率18成反比。
在以下的实施方式中，主要对方法或系统进行说明，本领域技术人员可知，本发明通过测定由光扩散型天窗或光扩散型窗透过的作业面照度与由太阳光发电面板产生的发电功率或电压值或电流值的关系，来求解任意的关系性，基于该关系性，根据由太阳光发电面板产生的发生电电力或电压值或电流值，在始终不利用照度计进行测定的情况下实现与照度相应的照明装置的点亮、熄灭或调光。
本发明在设置有太阳光发电面板的情况下或者对于以调光为目的而设置的最小模块太阳光发电面板而言，可以利用其发电功率作为可靠的传感器，可以省略各种传感器。此处的传感器是指光传感器、时间传感器、人感传感器等。
测定太阳光发电面板的发电功率或电压值或电流值、透过光扩散型天窗后的任意高度处的照度的关系。由此，得到规格不同的太阳光发电面板的发电功率或电压值或电流值、与光扩散型天窗不同的关系的值。接着，得到任意的高度处的作业所需的任意的作业面所需照度、来自光扩散型天窗的照度和照明器具的调光或点亮、熄灭的设定值，因此得到来自光扩散型天窗的照度与照明器具的调光、熄灭、点亮的关系。由此，能得到由任意的太阳光发电面板产生的发电功率或电压值或电流值与任意的高度处的作业面所需照度和照明器具的调光、熄灭、点亮的关系。
产业上的可利用性
通过并用光扩散型天窗和带调光的照明器具，将太阳光发电面板的发电功率用作传感器的替代。太阳光发电面板的发电功率根据日照量而大幅变化。从光扩散型天窗获得的作业面照度也根据日照量而变化，这二者为正比的关系。若应用该原理通过时刻变化的发电功率来进行照明器具的调光，则始终获得作业面所需照度以上的稳定的照度，即使没有光传感器、其他传感器，也可以作为照明器具的调光信号来有效利用。
能设置光扩散型天窗的折板屋顶、薄板防水屋顶被使用于大规模建筑物。光扩散型天窗的所需设置延伸面积为屋顶面积的3％至7％左右，且屋顶正下方的作业面照度成为大致均匀的照度。即使在光扩散型天窗与光扩散型天窗的中间设置太阳光发电面板时考虑到维护用的通路等，也可以设置于大致70％的面积，能同时进行节能和产能。在白天，如果不使用照明器则照明器的寿命延长。通过由太阳光发电面板进行场内的照明器的调光，能始终确保作业面照度以上的安心的明亮的照度。如果设置蓄电池，则对于确保外部电力失去时的照明电力也是有效的。
作业面的必要照度由JIS确定推荐值。若将该照度设为作业面所需照度，则将光扩散型天窗的作业面所需照度时的太阳光发电面板的发电功率设为设定值。该设定值根据设置条件因房子而不同。太阳光发电面板的发电功率作为控制装置调整用而被发送，通过有线或无线对带调光的照明器具进行调光。
附图标记说明
01：光扩散型天窗
02：太阳光发电面板
03：控制装置
04：带调光的照明器具
05：调光用发电功率线
06：调光用信号线或无线信号
07：太阳光(太阳直射光照度和天空照度)
08：折板屋顶
09：晴天时的太阳光发电面板的发电功率
10：天气异常时的太阳光发电面板的发电功率
11：阴天时的太阳光发电面板的发电功率
12：晴天时的外部的照度
13：晴天时的光扩散型天窗的作业面照度
14：作业面所需照度
15：雨天时的光扩散型天窗的作业面照度
16：太阳光发电面板的发电功率
17：光扩散型天窗的作业面照度
18：照明器消耗功率
19：设定值(设定照度和设定发电功率)

Claims (1)

1.一种照明器的调光系统，其特征在于，在屋顶面均等地配置光扩散型天窗以使从所述光扩散型天窗获得的屋内的任意的位置处的作业面照度均匀，在屋顶面设置太阳光发电面板以便以与所述光扩散型天窗相同的条件照射太阳光，由此，在从所述光扩散型天窗获得的任意的位置处的作业面照度与所述太阳光发电面板的发电功率或电流或电压以成正比的方式建立关联的基础上，将从所述光扩散型天窗获得的任意的位置处的作业面照度为作业面所需照度时的所述太阳光发电面板的所述发电功率或电流或电压设为进行照明器的点亮、熄灭或调光的起点。
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