CN202419468U - 无跟踪太阳能聚光系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型披露了一种无跟踪太阳能聚光系统。所述无跟踪太阳能聚光系统包括用于收集太阳光的太阳能聚光器和将收集到的太阳光输送给不同设备的光纤。所述聚光器包括聚光器外壳和设置在其内部并与其相对设置的导光芯轴，在聚光器外壳与导光芯轴之间形成导光通道。所述聚光器外壳的内壁和导光芯轴的外壁上涂有高反射率涂层或采用高反射层材料。所述无跟踪太阳能聚光系统能够远程传输太阳光以用于不同设备的照明和/或加热。

Description

无跟踪太阳能聚光系统
技术领域
本实用新型涉及太阳能应用领域。尤其是，本实用新型涉及能够接收和聚集太阳光并远程传输太阳光以用于照明、加热的系统。
背景技术
太阳能已在照明、光热和光伏方面有了广泛的应用。目前的自然光照明系统只能近距离传输太阳光，仅适用于单层建筑和多层建筑的顶层，并且需要在建筑上开凿或预留较大的孔洞，破坏建筑的整体结构与外形美观。
因此，需要一种新型的太阳能聚光系统，它不仅能远程传输所接收和聚集的太阳光，还能不破坏建筑的整体结构。另外，这种新型的太阳能聚光系统不需要控制系统来跟踪太阳。
实用新型内容
鉴于现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种无跟踪太阳能聚光系统，它能够远程传输所接收和聚集的太阳光以供与光纤相连的不同设备使用，并作为建筑的一部分，与建筑完美结合起来。
为了实现上述目的，本实用新型采用了下述技术方案：
一种无跟踪太阳能聚光系统，其特征在于：所述无跟踪太阳能聚光系统包括用于收集太阳光的太阳能聚光器；和将收集到的太阳光输送给连接有设备的光纤；所述聚光器包括聚光器外壳和设置在聚光器外壳内部并与聚光器外壳相对设置的导光芯轴，在所述聚光器外壳的内壁与导光芯轴的外壁之间形成环形的导光通道。
在一个实施例中，聚光器外壳的内壁和导光芯轴的外壁上涂有高反射率涂层或采用高反射层材料。
在一个实施例中，聚光器外壳包括口径较大的光入口端和口径较小的光出口端，光出口端连接所述光纤。
在一个实施例中，在聚光器外壳的光入口端安装采光面罩。
在一个实施例中，在采光面罩侧围设置有用于增加光线进入导光通道的折射角度的螺纹状纹路，和/或在采光面罩的表面涂覆隔离紫外线的涂层。
在一个实施例中，所述聚光器是单个聚光器或由单个聚光器构成的阵列。
在一个实施例中，所述设备包括太阳光灯，所述太阳光灯包括与光纤连接的光导管，与光导管连接的多面棱镜体和玻璃灯罩。
在一个实施例中，所述聚光器外壳的内壁和导光芯轴的外壁是平行的。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点及效果：提供了一种能够远程传输太阳光以用于不同设备的照明和/或加热的太阳能聚光系统，并且不破坏建筑原有的结构和外形美观。另外，本实用新型不需要控制系统引导聚光器追踪太阳光线射来的方向，因而消除了采用控制系统所花费的成本。本实用新型可用作白天民宅、写字楼、医院、宾馆酒店和博物馆等多层建筑室内和走廊的照明；还可以作为厂房、商场超市、火车站、机场、体院馆等的照明；甚至用作各种地下场所的照明；另外可用作农作物、菌类及家禽养殖的日照光源，粮库中堆积粮食的烘干等。
附图说明
通过结合附图阅读下面的具体实施方式，可以更好地理解本实用新型。
图1为本实用新型的无跟踪太阳能聚光系统的整体结构示意图；
图2为图1中一个聚光器的结构放大示意图；
图3为图1中太阳光灯的结构示意图；
图4为根据本实用新型一个实施例的聚光器的工作原理示意图；
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的具体实施方式加以详细的说明。
图1是根据本实用新型一个实施例的无跟踪太阳能聚光系统的结构示意图。如图所示，该无跟踪太阳能聚光系统有两个部分构成，中间以虚线将两个部分断开。第一部分包括聚光器100或由多个聚光器100构成的聚光器阵列10和将聚光器100或聚光器阵列10聚集的太阳光传输出去以供使用的光纤20。第二部分包括接收由第一部分传输来的太阳光的光纤20’和与光纤20’连接的太阳光灯30和加热器40。应当指出，作为示例，图1仅示出了与光纤20连接的一个太阳光灯30和一个加热器40，但在实际应用中，可以有多个太阳光灯和加热器与光纤相连，并且也可以有其它设备与光纤相连以用于照明和/或加热。
在图1中，聚光器阵列10可以根据需要由不同数量的聚光器100形成阵列。可替换地，本实用新型的太阳能聚光系统也可以采用单个聚光器100。聚光器阵列10包括聚光器100和底板12。聚光器100通过粘接、螺纹固定等方式固定至底板12。聚光器阵列10可以固定在建筑物的楼顶或者侧壁，以接收和聚集太阳光。
图2示出了适用于本实用新型的无跟踪太阳能聚光系统的聚光器100。聚光器100包括聚光器外壳160和设置在聚光器外壳160的内部并与聚光器外壳160相对设置的导光芯轴140，在聚光器外壳160与导光芯轴140之间形成导光通道130。聚光器外壳160的内壁和导光芯轴140的外壁上都涂有光反射涂层。优选地，聚光器外壳160的内壁和导光芯轴140的外壁上都镀有高反射率涂层或采用高反光层的材料。优选地，聚光器外壳160的内壁曲面和导光芯轴140的外壁曲面大体平行，因此所形成的导光通道130在大体平行的两个面之间进行光的多次反射。聚光器外壳160包括口径较大的光入口端和口径相对较小的光出口端。由聚光器外壳160与导光芯轴140之间的导光通道130的入口端进入的太阳光将在导光通道130中进行多次反射之后将从导光通道130的出口端聚集射出(见图4)。在导光通道的出口端安装光纤20，即可将经由聚光器100聚集的太阳光传输至需要的地方，例如远程传输至太阳光灯和/或加热器以供照明和/或加热。
在采用多个聚光器100形成阵列的情况下，可以将与每个聚光器100相连的光纤20进一步汇集之后再一同将太阳光传输至需要的地方，如图1所示。
优选地，可以在聚光器外壳160的光入口端安装采光面罩120，用于防止异物、灰尘等进入导光通道130。除此之外，还可以在采光面罩120侧围设置螺纹状纹路以增加太阳光线进入导光通道的折射角度，和/或在采光面罩120的表面涂覆隔离紫外线的涂层。
图3示出了适用于本实用新型的一种太阳光灯的结构。该太阳光灯30包括光导管32，多面棱镜体34和玻璃灯罩36。光导管32与光纤20’连接，用于将光线导向多面棱镜体34；多面棱镜体34可以对强太阳光点光源进行一级漫反射，获得较好的光影效果；此外，玻璃灯罩36可以是磨面玻璃，对太阳光进行二级漫反射，从而使整个太阳光灯30释放出更加柔和、均匀的光线。
图4示出了聚光器100的工作原理图。如图所示，由聚光器外壳160与导光芯轴140之间的导光通道130的入口端进入的太阳光将在导光通道130中进行多次反射(见图中所标识的箭头)之后将从导光通道130的出口端聚集射出。应当理解，为清楚起见，图4仅示出了若干入射光经导光通道130中的多次反射到达出口端，来说明聚光器100的导光通道130的工作原理。优选地，聚光器外壳160的内壁曲面和导光芯轴140的外壁曲面大体平行，因此所形成的导光通道130在大体平行的两个面之间进行光的多次反射。在某些情况，这可以减少反射光的衰减。
本实用新型由于在聚光器外壳和导光芯轴之间形成了环形的导光通道，无论太阳在何位置，都不影响太阳光进入导光通道，因此不需要控制系统引导聚光器追踪太阳光线射来的方向，故谓之“无跟踪”，从而消除了采用控制系统所花费的成本。
在使用时，将聚光器或聚光器阵列固定在室外向阳处，将经过聚集的太阳光通过光纤网络远程传输到室内，可用于不同设备的照明或加热。
本实用新型的太阳能聚光系统能与LED灯组成一体，在没有太阳光时LED灯用作备用光源。
本实用新型可用作白天民宅、写字楼、医院、宾馆酒店和博物馆等多层建筑室内和走廊的照明；作为厂房、商场超市、火车站、机场、体院馆等的照明；甚至用作各种地下场所的照明；另外还可用作农作物、菌类及家禽养殖的日照光源，粮库中堆积粮食的烘干等。
本实用新型不涉及机械传动及电器控制系统，不会产生任何红外热源，不但适用于民用，也可适于军用照明，且不会产生电火花等明火，不但安全、隐蔽，还有效地节约了电能。
此外，太阳能作为取之不尽的绿色环保能源，不仅有益于人们的身体健康，节约大量电能，还可以减少因发电而对环境造成的污染。
本实用新型不局限于上述具体实施方式，本领域的技术人员可以根据本实用新型的教导对本实用新型的无跟踪太阳能聚光系统作出各种修改和变化。所有这些修改和变化均应落在本实用新型的保护范围之内，并且本实用新型的保护范围应根据权利要求的内容加以确定。

Claims (8)

1.一种无跟踪太阳能聚光系统，其特征在于：所述无跟踪太阳能聚光系统包括用于收集太阳光的太阳能聚光器；和将收集到的太阳光输送给连接有设备的光纤；所述聚光器包括聚光器外壳和设置在聚光器外壳内部并与聚光器外壳相对设置的导光芯轴，在所述聚光器外壳的内壁与导光芯轴的外壁之间形成环形的导光通道。
2.根据权利要求1所述的无跟踪太阳能聚光系统，其特征在于：所述聚光器外壳的内壁和导光芯轴的外壁上涂有高反射率涂层或采用高反射层材料。
3.根据权利要求2所述的无跟踪太阳能聚光系统，其特征在于：所述聚光器外壳包括口径较大的光入口端和口径较小的光出口端，光出口端连接所述光纤。
4.根据权利要求3所述的无跟踪太阳能聚光系统，其特征在于：在所述聚光器外壳的光入口端安装采光面罩。
5.根据权利要求4所述的无跟踪太阳能聚光系统，其特征在于：在所述采光面罩侧围设置有用于增加光线进入导光通道的折射角度的螺纹状纹路，和/或在采光面罩的表面涂覆隔离紫外线的涂层。
6.根据权利要求1所述的无跟踪太阳能聚光系统，其特征在于：所述聚光器是单个聚光器或由多个聚光器构成的阵列。
7.根据权利要求1所述的无跟踪太阳能聚光系统，其特征在于：所述设备包括太阳光灯，所述太阳光灯包括与光纤连接的光导管，与光导管连接的多面棱镜体和玻璃灯罩。
8.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的无跟踪太阳能聚光系统，其特征在于：所述聚光器外壳的内壁和导光芯轴的外壁是平行的。 
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