CN112859214A - 一种卷帘式菲涅尔透镜阵列及导光聚能系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卷帘式菲涅尔透镜阵列及导光聚能系统。其中，卷帘式菲涅尔透镜阵列包括多个菲涅尔透镜单元，所有菲涅尔透镜单元整体呈阵列式排布；每个菲涅尔透镜单元包括至少两个菲涅尔透镜片；各个菲涅尔透镜片均为矩形透镜片且沿相同方向布置；同一菲涅尔透镜单元中各个菲涅尔透镜片之间通过线绳依次连接并形成卷帘式结构；相邻两个菲涅尔透镜单元中相邻的菲涅尔透镜片之间通过线绳连接。本发明中卷帘式菲涅尔透镜阵列能够卷起和展开，利于实现对透镜阵列中菲涅尔透镜单元的保护、维修以及更换。本发明中导光聚能系统基于上述菲涅尔透镜阵列，可应用于采光不充分或不能直接采光的室内场所。

Description

一种卷帘式菲涅尔透镜阵列及导光聚能系统

技术领域

本发明属于可再生能源利用技术领域，尤其涉及一种卷帘式菲涅尔透镜阵列，以及一种基于所述卷帘式菲涅尔透镜阵列的导光聚能系统。

背景技术

目前，对于一些采光不充分或不能直接采光的室内场所，诸如教室、办公室、会议室、地下商场以及海底隧道等，大都是利用灯具进行照明，因此会消耗大量的电能。

此外，以上照明方式会产生大量的碳排放，不利于碳中和。

建筑采光设计标准GB50033-2013中提到，天然光是清洁能源，取之不尽，用之不竭，具有很大的节能潜力，目前世界范围内照明用电量约占总用电量的20％左右。

1平方米的土地上，一年内从太阳上得到的能量相当于燃烧130kg煤所产生的能量，4.4GJ/m²＝4.4*10⁹J/m²。太阳光主要是可见光占50％，其余红外43％，其他7％。

因此，充分利用好天然光是实现照明节能的重要技术措施。

太阳光是自然光源，取之不尽，用之不竭，且光色好，是最佳的照明光源，若能够有效地利用太阳光，不仅能够减少室内照明用电，还可以改善视觉效果，提高舒适度。

现有技术中曾提出将太阳光引入采光不充分或不能直接采光的室内场所照明。

例如：公开号为CN106594666A的中国发明专利申请提供了一种隧道入口段采光照明系统，该采光照明系统通过洞内配光系统将太阳光引入隧道内，以实现隧道内的照明。

公开号为CN102072453A的中国发明专利申请提供了一种基于光传播技术的室内自然光照明系统，该自然光照明系统通过将自然光引入室内，以提供舒适的照明光环境。

以上两篇专利文献，虽然能够将太阳光引入采光不好或无法采光的室内场所进行照明，然而，在实际应用中却存在采光效率低、结构复杂、不利于安装以及成本高等缺点。

菲涅尔透镜(Fresnel lens)，又名螺纹透镜，多是由聚烯烃材料注压而成的薄片，厚度2mm左右，也有玻璃制作的，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆。

菲涅尔透镜具有厚度薄、重量轻等优点，相比于中央凸起、导致厚且重的普通凸透镜，节省了大量的材料，成本明显低于普通的凸透镜。

此外，菲涅尔透镜还具有厚度均一、易于叠放和安装等优点。

太阳光的光谱可以称作全光谱。全光谱，指的是光谱中包含紫外光、可见光、红外光的光谱曲线。可见光的波长为400～760nm，分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7色，集中起来为白光；不可见光两种，波长大于760nm的红外线以及波长290～400nm的紫外线。

“照明应以人为本”已成为照明行业的共识，全光谱对人眼有利。

闪烁和频闪是很早就被发现的现象，例如风中的烛光、电闪雷鸣、眨眼睛的星星等等，都是生活中比较常见的光线闪烁。而在上个一百年由德国开启的电气时代起，交流电成为了市电的主流，频率为50Hz市电在简单的照明电路下光源难免会出现一定幅度的频闪，在工作温度普遍更低的T12荧光节能灯下，频闪问题变得更加明显。

而CRT电视机、显示器更是依靠垂直刷新画面的方式实现动态显示，闪烁在录像机和数码相机的快门下非常明显，被普遍认为是儿童视力下降的罪魁祸首。

太阳光的光通量是平滑稳定的，没有频闪与频闪效应危害。

太阳光不会产生疲倦。根据比较权威的IEEE Std1789-2015国际标准和国内标准GB/T9472-2017的频闪报告，一般要在3125hz以上为宜。

红外隔热膜，能够做到可见区高透射率(可见光透射率超过80％)以及红外区高反射率(红外区反射率超过90％)，因此，红外隔膜的使用，十分有利于夏天室内的节能。

由于菲涅尔透镜具有较好的阳光汇聚效果，利于提高太阳光的光密度，因而，在将太阳光引入采光不充分或不能直接采光的室内场所时，菲涅尔透镜有着重要的应用。

然而，在上述应用中，所需要的单片菲涅尔透镜的面积较大，其边长可达到1米左右；此外，目前的菲涅尔透镜还无法由柔软的塑料材质制作而成。

由于菲涅尔透镜为硬质材料且单片的面积较大，因而，菲涅尔透镜无法收卷，重量也较大，菲涅尔透镜在实际应用中无法得到有效保护，而且在后期维护和更换时较为困难。

发明内容

本发明的目的在于提出一种卷帘式菲涅尔透镜阵列，该菲涅尔透镜阵列设计为卷帘式结构，方便卷起和展开，利于实现对阵列中菲涅尔透镜单元的保护、维修以及更换。

本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：

一种卷帘式菲涅尔透镜阵列，包括：

多个菲涅尔透镜单元，所有菲涅尔透镜单元整体呈阵列式排布；

每个菲涅尔透镜单元包括至少两个菲涅尔透镜片；

其中，各个菲涅尔透镜片均为矩形透镜片，且沿相同方向布置；

同一菲涅尔透镜单元中各个菲涅尔透镜片之间通过线绳依次连接并形成卷帘式结构，且当各个菲涅尔透镜片展开后，共同形成菲涅尔透镜单元；

相邻两个菲涅尔透镜单元中相邻的菲涅尔透镜片之间通过线绳连接。

优选地，菲涅尔透镜单元的材质为有机玻璃或钢化无机玻璃材质。

优选地，菲涅尔透镜单元为矩形透镜单元；每个菲涅尔透镜单元中螺纹区的数量至少有一个；螺纹区呈同心的圆形、椭圆形、方形、六边形或八边形。

优选地，菲涅尔透镜片的表面为平表面或弧形表面，其中，弧形表面的弧度为5-30度。

优选地，每个菲涅尔透镜片的四个角上均设有线绳穿孔或线绳安装柱。

优选地，菲涅尔透镜单元的上表面和/或下表面设有增透膜层。

优选地，菲涅尔透镜单元的上表面设有防红外隔膜层或防紫外隔膜层。

优选地，卷帘式菲涅尔透镜阵列上方设有金属保护层，金属保护层采用卷帘式结构。

此外，本发明还提出了一种导光聚能系统，该导光聚能系统所采用的菲涅尔透镜阵列，基于上面述及的卷帘式菲涅尔透镜阵列，具体技术方案如下：

一种导光聚能系统，包括上述卷帘式菲涅尔透镜阵列以及光接收件；

其中，卷帘式菲涅尔透镜阵列采用单层、双层或多层结构；

光接收件位于卷帘式菲涅尔透镜阵列的下方；其中，光接收件有多个，且每个光接收件对应一个菲涅尔透镜单元的螺纹区；所有光接收件整体呈阵列式排布；

其中，光接收件包括光接收镜或太阳能板。

优选地，光接收件的上表面设有与光接收件的上表面贴合的增透膜层。

本发明具有如下优点：

如上所述，本发明述及了一种卷帘式菲涅尔透镜阵列，该阵列中单个菲涅尔透镜单元均由至少两个菲涅尔透镜片通过线绳依次连接组成并形成卷帘式结构，使得整个菲涅尔透镜阵列能够卷起和展开，利于实现对透镜阵列中菲涅尔透镜单元的保护；当透镜阵列出现局部位置损坏时，只需要对损坏处的部分菲涅尔透镜片进行维修和更换即可，相比于对菲涅尔透镜单元进行整体更换的方式，维修和更换难度明显降低。此外，本发明还提出了一种导光聚能系统，该导光聚能系统包括上述卷帘式菲涅尔透镜阵列以及光接收件。其中，卷帘式菲涅尔透镜阵列可设置两层或两层以上，利于快速调整菲涅尔透镜单元的焦距。本发明中的导光聚能系统，能够以30-1000倍左右的效率汇聚和传输来自太阳的可见光和红外线，用于教室、会议室、地下室、厨房、卫生间、厂房、隧道等(采光不充分或不能直接采光)的室内场所。其中，以上室内场所所采自然光对人友好、零电费、零碳排放，有利于长期节能和碳中和。

附图说明

图1为本发明实施例1中卷帘式菲涅尔透镜阵列的结构示意图；

图2为本发明实施例1中卷帘式菲涅尔透镜阵列的拱形结构示意图；

图3为本发明实施例2中卷帘式菲涅尔透镜阵列的结构原理图；

图4为本发明实施例3中卷帘式菲涅尔透镜阵列的结构原理图；

图5为本发明实施例4中卷帘式菲涅尔透镜阵列的结构原理图；

图6为本发明实施例5中卷帘式菲涅尔透镜阵列的结构原理图；

图7为本发明实施例6中导光聚能系统的结构原理图；

图8为本发明实施例7中导光聚能系统的结构原理图。

其中，1-菲涅尔透镜单元(虚线框)，2-菲涅尔透镜片，3-螺纹区，4-第一线绳，5-线绳安装柱，6-第二线绳，7-第一增透膜，8-第二增透膜，9-防红外隔膜；

10-金属保护层，11-光接收件，12-导光管，13-第三增透膜，14-防紫外隔膜。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

实施例1

本实施例1述及了一种卷帘式菲涅尔透镜阵列，以解决现有透镜阵列中由于单个菲涅尔透镜面积较大，导致菲涅尔透镜无法得到有效保护以及后期维修和更换困难的不足。

该卷帘式菲涅尔透镜阵列包括多个菲涅尔透镜单元1，如图1(a)、图1(b)、图1(f)和图1(g)中虚线框内所示，所有菲涅尔透镜单元1在整体上呈阵列式排布。

如图1(a)示出的2×2阵列，或者图1(b)示出的2×4阵列。当然，以上仅仅为示例性的，例如还可以是1×2阵列，2×3阵列，3×3阵列，甚至更多。

以上各个菲涅尔透镜单元1的结构均相同。以其中一个菲涅尔透镜单元1为例说明：

每个菲涅尔透镜单元1包括至少两个菲涅尔透镜片2。

其中，各个菲涅尔透镜片2均为矩形透镜片，且沿相同方向布置。

如图1所示，本实施例1中示出的每个菲涅尔透镜单元1包括四个菲涅尔透镜片2(如图1中灰色框区内所示)，且各个菲涅尔透镜片2均沿图1中的左右方向布置。

需要说明的是，以上左右方向只是为了对本实施例1中菲涅尔透镜单元1的结构进行说明，与实际使用中菲涅尔透镜单元1的安装方向可能相同，也可能不同。

另外，同一菲涅尔透镜单元1中菲涅尔透镜片2的数量不限于四个，例如还可以是两个、三个、五个、六个、七个、八个甚至更多，此处不再详细赘述。

组成同一个菲涅尔透镜单元1的各个菲涅尔透镜片2之间通过第一线绳4依次连接，并形成卷帘式结构，使得单个菲涅尔透镜单元1能够进行卷起和展开。

具体的，如图1(a)所示，任意相邻的两个菲涅尔透镜片2的对应短边之间通过第一线缆4连接。此处，对应短边包括对应的左侧短边以及对应的右侧短边。

本实施例1中卷帘式结构类似于古代书写时的竹简和木简结构。

此外，为了保证菲涅尔透镜单元1的卷起效果，菲涅尔透镜片2的表面优选为弧形表面(类似于古代竹简和木简的表面)，其中，弧形表面的弧度为5-30度。

设计菲涅尔透镜片2采用略带弧形的表面，利于提高菲涅尔透镜单元1的卷起效果。

当然，本实施例中菲涅尔透镜片2的表面也可以采用平表面。

当各个菲涅尔透镜片2展开后，共同形成菲涅尔透镜单元1，如图(a)所示。

此时，菲涅尔透镜单元1的上表面光滑且朝向上方，便于清洁；菲涅尔透镜单元1的下表面朝向下方，菲涅尔透镜单元1的下表面是粗糙的菲涅尔面(即螺纹区3所在表面)。

此外，为了实现同一菲涅尔透镜单元1中相邻两个菲涅尔透镜片2之间的连接，在每个菲涅尔透镜片2上设有线绳穿孔(图中未示出)或线绳安装柱5。

该线绳穿孔或线绳安装柱5例如设置于菲涅尔透镜片2的各个角处，如图1(a)所示。

其中，线绳穿孔可以在加工菲涅尔透镜片2时一体加工成型。

线绳安装柱5则可以通过下述工艺制作而成，即在加工菲涅尔透镜片2时事先制作好相应的安装柱固定孔(未示出)，然后将线绳安装柱5依次放置于各个安装柱固定孔内。

无论以上何种结构，均可以通过第一线绳4实现相邻两个菲涅尔透镜片2之间的连接。

另外，线绳连接方式有利于后期对菲涅尔透镜片2进行维修和更换。

本实施例中菲涅尔透镜片2为矩形透镜片，便于形成卷帘式菲涅尔透镜阵列。其中，菲涅尔透镜片2的长度为100-5000mm，菲涅尔透镜片的宽度为10-500mm。

菲涅尔透镜单元1是由硬质材料制成的。其中，菲涅尔透镜单元1的厚度优选为0.5～20mm，当然，该菲涅尔透镜单元1的厚度可以根据实际的需要进行增减。

然而，菲涅尔透镜单元1的厚度不宜太厚，否则，其重量和成本都会增加。菲涅尔透镜单元1能够起到较好汇聚太阳光的作用，有利于提高太阳光的光密度。

每个菲涅尔透镜单元1优选具有一个螺纹区3(设置同心螺纹)，如图1(a)和图1(b)所示，该螺纹区3的存在使得单个菲涅尔透镜单元1具有一个独立的焦点。

当然，每个菲涅尔透镜单元1上螺纹区3的数量也不限于上述一个，例如还可以是两个，例如图1(f)中虚线框内所示，该菲涅尔透镜单元1具有两个螺纹区3。

相应的，在图1(f)中示出的每个菲涅尔透镜单元1，具有两个独立的焦点。

另外，每个菲涅尔透镜单元1中螺纹区3的数量还可以是三个、四个、五个、六个甚至更多，且同一菲涅尔透镜单元1中的所有螺纹区3呈1×N阵列排布；

其中，N为单个菲涅尔透镜单元1上螺纹区3的数量。

当然，菲涅尔透镜单元1中的螺纹区3也可以呈现如图1(g)所示的阵列式排布。

以上仅仅为示例性的，其目的方便对螺纹区3进行说明。

如图1(a)所示，本实施例1中菲涅尔透镜单元的螺纹区3优选为圆形。

当然，该菲涅尔透镜单元的螺纹区3也可以为椭圆形。此外，本实施例还提供了几种形式的菲涅尔透镜单元1，分别如图1(c)、图1(d)和图1(e)所示。其中：

图1(c)中菲涅尔透镜单元的螺纹区3为正方形(或者长方形)；

图1(d)中菲涅尔透镜单元的螺纹区3为六边形；

图1(e)中菲涅尔透镜单元的螺纹区3为八边形。

以上仅仅为示例性的，还可以采用其他形式的菲涅尔透镜单元1，此处不再赘述。

本实施例通过将一个完整的菲涅尔透镜单元1分割为至少两个菲涅尔透镜片2，使得单个菲涅尔透镜单元1能够卷起和展开，利于实现对菲涅尔透镜单元1的保护。

至于菲涅尔透镜单元1的卷起方式，例如可以通过手动卷起的方式或电动卷起的方式；其中，电动卷起的结构，可以参考现有的大棚卷帘的结构。

无论采用上述何种卷起方式，均能够实现菲涅尔透镜单元1的卷起和展开操作。

相邻两个菲涅尔透镜单元1中相邻的菲涅尔透镜片2之间通过线绳连接。

如图1(b)所示，菲涅尔透镜片2a、菲涅尔透镜片2b分别属于相邻的两个菲涅尔透镜单元1中的菲涅尔透镜片，并且菲涅尔透镜片2a与菲涅尔透镜片2b为相邻透镜片。

则菲涅尔透镜片2a与菲涅尔透镜片2b之间通过第二线绳6连接，如此设计，便于将不同的菲涅尔透镜单元1连接起来，从而形成整个卷帘式菲涅尔透镜阵列。

该卷帘式菲涅尔透镜阵列，能够整体进行卷起和展开，且当卷帘式菲涅尔透镜阵列卷起时，利于实现对透镜阵列中各个菲涅尔透镜单元1的保护。

当卷帘式菲涅尔透镜阵列展开时，各个菲涅尔透镜单元能够起到汇聚太阳光的目的。

本实施例中整个卷帘式菲涅尔透镜阵列的面积范围为0.1-1000m²。

当卷帘式菲涅尔透镜阵列的局部位置损坏时，只需要更换损坏处的部分菲涅尔透镜片2即可，其维修和更换难度，明显低于更换整个菲涅尔透镜单元1。

相比于更换整个(边长为一米左右且采用刚性材料制成)菲涅尔透镜单元而言，本实施例1采用的卷帘式结构，还能够明显节约维修和更换的成本。

本实施例中菲涅尔透镜单元1采用有机玻璃材质或无机玻璃材质。

其中，有机玻璃优选耐腐蚀的含氟材料制作而成，因而，使得菲涅尔透镜单元1具有更好的耐腐蚀能力，不易破碎且耐震动。无机玻璃优选采用钢化无机玻璃。

本实施例中卷帘式菲涅尔透镜阵列在打开时，整体呈平面状，使得卷帘式菲涅尔透镜阵列可以安装在较为平整的环境中使用，例如安装在湖面上使用。

当然，本实施例中卷帘式菲涅尔透镜阵列在打开时，也可以整体呈拱形状，如图2所示，使得卷帘式菲涅尔透镜阵列可以应用于拱形大棚上使用，且沿大棚的棚顶铺设。

其中，该拱形状的卷帘式菲涅尔透镜阵列中，有东侧1/3部分朝向早晨的太阳，中间1/3部分朝向近中午的太阳，西侧1/3部分朝向下午的太阳。

该拱形状结构，使得菲涅尔透镜阵列能够更好地起到汇聚太阳光的目的。

由于本实施例1中述及的卷帘式菲涅尔透镜阵列，其采用菲涅尔透镜单元1组成阵列，因此，不仅能够高效地汇聚自然光，还具有重量轻、价格低等优势；

另外，组成每个菲涅尔透镜单元1的各个菲涅尔透镜片2的尺寸设计合理，利于机械旋转，便于调节菲涅尔透镜单元1正对太阳光，从而起到更好的汇聚作用。

实施例2

本实施例2述及了一种卷帘式菲涅尔透镜阵列，该卷帘式菲涅尔透镜阵列除以下技术特征与上述实施例1不同之外，其余技术特征均可参照上述实施例1。

如图3(a)所示，在菲涅尔透镜单元1的上表面设有增透膜层，例如第一增透膜7。该第一增透膜7与菲涅尔透镜单元1的上表面贴合。

该第一增透膜7能够减少反射，相当于增加了入射光的强度。

或者在菲涅尔透镜单元1的下表面设置增透膜层，例如第二增透膜8，如图3(b)所示。该第二增透膜8与菲涅尔透镜单元2的下表面贴合。

该第二增透膜8同样能够减少反射，相当于增加了入射光的强度。

当然，还可以在菲涅尔透镜单元1的上方和下方分别同时设置第一增透膜7和第二增透膜8，如图3(c)所示，其所达到的效果，优于设置单个增透膜时所达到的技术效果。

本实施例2中增透膜的设置有利于增强光的透过率，减少太阳光的损失。

实施例3

本实施例3述及了一种卷帘式菲涅尔透镜阵列，该卷帘式菲涅尔透镜阵列除以下技术特征与上述实施例1不同之外，其余技术特征均可参照上述实施例1。

如图4所示，在菲涅尔透镜单元1的上表面设置防红外隔膜层，例如防红外隔膜9。

当夏天不需要增加热量时，通过设置一层防红外隔膜9，能够隔绝大部分(超过80％)的红外光，从而减少了热量的传导，有利于降低室内温度，防止局部过热。

当然，冬天取暖时需要热量，此时，可不设置这层防红外隔膜9。

实施例4

本实施例4述及了一种卷帘式菲涅尔透镜阵列，该卷帘式菲涅尔透镜阵列除以下技术特征与上述实施例1不同之外，其余技术特征均可参照上述实施例1。

如图5所示，在菲涅尔透镜单元1的上表面设有防紫外隔膜层，例如防紫外隔膜14。

本实施例4中的防紫外隔膜14，具有防紫外线功能。

实施例5

本实施例5述及了一种卷帘式菲涅尔透镜阵列，该卷帘式菲涅尔透镜阵列除以下技术特征与上述实施例1不同之外，其余技术特征均可参照上述实施例1。

如图6所示，在卷帘式菲涅尔透镜阵列的上方设置金属保护层10。该金属保护层10优选采用卷帘式结构，使得金属保护层10可以卷起和展开。

当金属保护层10打开时，金属保护层10位于卷帘式菲涅尔阵列的上方。金属保护层10有利于防风防雨防尘及其他不良条件对菲涅尔透镜阵列造成的损害。

实施例6

本实施例6述及了一种导光聚能系统，其包括菲涅尔透镜阵列以及光接收件11。其中，菲涅尔透镜阵列采用上述实施例1至5中任一实施例述及的卷帘式菲涅尔透镜阵列。

如图7所示，光接收件11设置于卷帘式菲涅尔透镜阵列的下方。

其中，光接收件11有多个，且每个光接收件11对应一个菲涅尔透镜单元1。

光接收件11优选采用光接收镜，所有光接收件11整体呈阵列式排布。在各个光接收件11上连接导光管12，用于长距离传输太阳光线至终端用户。

菲涅尔透镜单元1能够将平行的自然光汇聚起来，投射到对应的光接收件11的凹曲面上。本实施例中光接收镜的面积仅仅是菲涅尔透镜面积的1/10-1/100。

菲涅尔透镜单元1的焦距为50mm～2000mm。

本实施例6中菲涅尔透镜单元1与对应的光接收件11之间的距离设置如下：

菲涅尔透镜单元1与光接收件11之间的距离接近于菲涅尔透镜单元1的焦距。

本实施例可以将菲涅尔透镜单元1与光接收件11之间的距离设置为菲涅尔透镜单元1焦距的0.8-0.9倍之间，或者是设置为菲涅尔透镜单元1焦距的1.1-1.2倍之间。

通过设置菲涅尔透镜单元1与光接收件11之间的距离略大于或小于菲涅尔透镜单元1的焦距，能够避免菲涅尔透镜单元1的焦点直接汇聚到光接收件11上，从而引起灼伤。

本实施例6中导光管12的长度为1-5000m。其中，导光管12的直径为0.1-200mm，导光管12可采用空心结构等，导光管12的材质可选用真空蒸镀铝管。

汇聚后的自然光的光密度是未汇聚的自然光的10～1000倍，有利于减少导光管12的直径，从而有效地提高了光的传输效率并降低成本，也有利于减少对建筑物的破坏。

此外，导光管12可设计成直线或弯曲形状，有利于适应不同的空间取向。

本实施例述及的导光聚能系统，可大幅增加采光效率以及光密度，所汇聚的自然光通过导光管12(优选采用真空蒸镀铝管结构)传输至教室、地下室等少光或无光的场所。

当然，本实施例6中光接收件11还可以是光伏太阳能板。

由于光伏太阳能板接收的是由卷帘式菲涅尔透镜阵列产生的汇聚了的自然光，因此，所需的太阳能板的面积远小于卷帘式菲涅尔透镜阵列的面积，有效降低了成本。

利用太阳能板进行光伏发电并贮存电能，所贮电能的用途：①用于夜间或阴天时照明；②给电器供电；③用于全天连续分解水产生氢气，所产绿氢应用于氢氧燃料电池。

可见，本实施例6中的导光聚能系统，能够高效收集利用自然光，节能和零碳排放。

本实施例6述及的导光聚能系统中，其所采用的卷帘式菲涅尔透镜阵列设置为单层结构，即在导光聚能系统中仅仅设置一个卷帘式菲涅尔透镜阵列。

当然，本实施例6中的卷帘式菲涅尔透镜阵列也可以设置为双层结构，当有两层卷帘式菲涅尔透镜阵列时，每个卷帘式菲涅尔阵列可以单独打开使用。

以上两层卷帘式菲涅尔透镜阵列也可以同时打开，二层呈叠置状态。此时，由两层卷帘式菲涅尔透镜阵列组成的结构，其透镜焦距发生变化。

假设每层透镜阵列焦距为F，则两层卷帘式菲涅尔透镜阵列靠近并呈叠置状态时，双层透镜阵列的焦距快速变为F/2，因此，有利于快速调节阳光汇聚的效率。

此外，本实施例6中卷帘式菲涅尔透镜阵列还可以设置为多层结构，此处不再赘述。通过设计两层或两层以上的透镜阵列，利于快速调整菲涅尔透镜的焦距。

本实施例中导光聚能系统，能够高效收集利用自然光，可大幅度消除许多情况下对交流电的依赖，从根本上节省照明和电器的电费，而且完全无碳排放，有利于长期环境保护。

实施例7

本实施例7也述及了一种导光聚能系统，该导光聚能系统除以下技术特征与上述实施例1不同之外，其余技术特征均可参照上述实施例6。

如图8所示，在光接收件11的上表面设有增透膜层，例如第三增透膜13。该第三增透膜13与光接收件11的上表面相互贴合。

该第三增透膜13能够进一步增强光的透过率，提高采光效率。

应用例1

本实施例中的导光聚能系统，可应用于大型的地上商场或地下商场的照明。

应用例2

本实施例中的导光聚能系统，可应用于大型桥梁，白天发电供大型桥梁实用，晚上用贮存的电能，点亮装饰桥梁的彩色灯光和桥梁上的路灯。

应用例3

本实施例中的导光聚能系统，可应用于摩天大楼，其中，导光聚能系统安装于摩天大楼的上阳面，用于照明、发电，以减少空调消耗的电能、减少反射。

应用例4

本实施例中的导光聚能系统，可应用于高铁上，用于发电、照明或产氢。

应用例5

本实施例中的导光聚能系统，可应用于湖面上，将淡水用于发电或产氢。湖面上夜晚增加光照，有利于藻类植物的生长，增加飞行昆虫的聚集，供鱼类食用。

应用例6

本实施例中的导光聚能系统，可应用于动物和植物养殖场，可在太阳光弱的地方增加光照，让动物更活跃，让植物更好和更快地生长。

应用例7

本实施例中的导光聚能系统，可应用于沙漠地区，可大量减少地面的太阳照射，使植物的灌溉量大为减少，青草更容易生长，有利于放牧。

本实施例中的导光聚能系统，还可用于发电和夜晚照明，也用于全天候和全时段的产氢。

应用例8

本实施例中的导光聚能系统，可应用于道路两边和道路中间的绿化带，可用于道路两边和道路中间的发电和夜晚的照明，也用于全天候和全时段的产氢。

应用例9

本实施例中的导光聚能系统，可应用于山洞隧道和海底隧道的照明。安装本实施例中导光聚能系统后，可用于发电和夜晚的照明，也可用于全天候和全时段的产氢。

应用例10

本实施例中的导光聚能系统，可应用于公园的夜间照明。

应用例11

本实施例6中的导光聚能系统，可应用于别墅，安装本实施例中导光聚能系统后，可用于白天照明、发电和夜晚的照明，也可用于全天候和全时段的产氢。

应用例12

本实施例中的导光聚能系统，可应用于教室和会议室，在近窗口处阳光较强，远离窗口的位置，阳光已经很暗了，两个位置的光强度相差500倍。

安装本实施例中的导光聚能系统后，能够使白天室内所有位置获得均匀的光照，此外，导光聚能系统所发电能，还可以用于阴天和夜晚的照明。

当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。

Claims (10)

1.一种卷帘式菲涅尔透镜阵列，其特征在于，

包括多个菲涅尔透镜单元，所有菲涅尔透镜单元整体呈阵列式排布；

每个菲涅尔透镜单元包括至少两个菲涅尔透镜片；

其中，各个所述菲涅尔透镜片均为矩形透镜片，且沿相同方向布置；

同一菲涅尔透镜单元中各个所述菲涅尔透镜片之间通过线绳依次连接并形成卷帘式结构，且当各个所述菲涅尔透镜片展开后，共同形成所述菲涅尔透镜单元；

任意相邻两个所述菲涅尔透镜单元中相邻的菲涅尔透镜片之间通过线绳连接。

2.根据权利要求1所述的卷帘式菲涅尔透镜阵列，其特征在于，

所述菲涅尔透镜单元的材质为有机玻璃或钢化无机玻璃材质。

3.根据权利要求1所述的卷帘式菲涅尔透镜阵列，其特征在于，

所述菲涅尔透镜单元为矩形透镜单元；每个菲涅尔透镜单元中螺纹区的数量至少有一个；

所述螺纹区呈圆形、椭圆形、方形、六边形或八边形。

4.根据权利要求1所述的卷帘式菲涅尔透镜阵列，其特征在于，

所述菲涅尔透镜片的表面为平表面或弧形表面，其中，弧形表面的弧度为5-30度。

5.根据权利要求1所述的卷帘式菲涅尔透镜阵列，其特征在于，

每个菲涅尔透镜片的四个角上均设有线绳穿孔或线绳安装柱。

6.根据权利要求1所述的卷帘式菲涅尔透镜阵列，其特征在于，

所述菲涅尔透镜单元的上表面和/或下表面设有增透膜层。

7.根据权利要求1所述的卷帘式菲涅尔透镜阵列，其特征在于，

所述菲涅尔透镜单元的上表面设有防红外隔膜层或防紫外隔膜层。

8.根据权利要求1所述的卷帘式菲涅尔透镜阵列，其特征在于，

所述卷帘式菲涅尔透镜阵列的上方设有金属保护层，其中，金属保护层采用卷帘式结构。

9.一种导光聚能系统，包括菲涅尔透镜阵列以及光接收件，其特征在于，

所述菲涅尔透镜阵列采用上述权利要求1至8任一项所述的卷帘式菲涅尔透镜阵列；

其中，卷帘式菲涅尔透镜阵列采用单层、双层或多层结构；

光接收件位于所述卷帘式菲涅尔透镜阵列的下方；其中，光接收件有多个，且每个所述光接收件对应一个所述菲涅尔透镜单元的螺纹区；所有光接收件整体呈阵列式排布；

其中，光接收件包括光接收镜或太阳能板。

10.根据权利要求9所述的导光聚能系统，其特征在于，

所述光接收件的上表面设有与所述光接收件的上表面贴合的增透膜层。

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