CN203757587U - 一种太阳光分光照明系统 - Google Patents

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一种太阳光分光照明系统，包括用于聚光单元、内壁全反射直筒、全反射直筒、转角反射单元和照明单元；多个全反射直筒和转角反射单元连接组成自室外至室内的太阳光传输通道；聚光单元连接于太阳光传输通道的室外端。本实用新型的有益效果：本实用新型替代传统的成本昂贵的石英光纤实现了太阳光直接导入功能。同时在室内端分光后采用塑料光纤保证了系统传输功率及低成本的优势下方便了室内复杂的照明光路布置，设置照明点更加灵活。由三个同心筒组成的太阳光传输通道在太阳光的输入端通过不同的长度结构可将红外线、紫外线和可见光分配到不同的同心筒内。红外线及紫外线可更加需要用于杀菌及加热，使太阳能利用效率更高，同时增加了照明品质。

Description

一种太阳光分光照明系统
技术领域
本实用新型属于可再生清洁能源技术领域，涉及太阳光在照明方面的直接应用，具体涉及一种太阳光分光照明系统。
背景技术
太阳能是一种取之不尽用之不竭的可再生清洁能源，是21世纪很有希望取代化石燃料的新能源之一。诸如太能能发电、太阳能热利用(热水器)等各种利用太阳能的技术不断涌现，其中太阳光照明就是太阳能应用的一个重要方向，具体方案是通过一个装置在太阳下收集太阳光，然后将太阳光通过导光装置(如光纤、导光筒等)导入室内进行照明。与太阳能发电后再通过电能驱动照明相比省去了光电池中间复杂的转换过程，设备更简单，更易于推广。但是目前太阳光照明采用的太阳光导入技术却存在着成本高的缺点，主要原因在于传输太阳光的石英光纤制作成本高，1米的价格在几百元左右，导致整体成本高，另一种成本较低的方案是塑料光纤，但是塑料光纤却存在耐温性差，功率承受差等缺点。因此目前太阳光导入技术的主要发展方向就是如何将便宜的光纤应用到太阳光导入系统中或者找到成本更低的技术替代昂贵的光纤。
另外，由于自然太阳光包含光谱范围较广，不仅包括用于照明的可见光谱，同时还包括了具有较高热量的红外光谱以及对皮肤具有不利作用的紫外光谱，而紫外光谱并未促进照明效果，反而对皮肤照成伤害，红外光谱也并非有益光谱，比如气温较高的夏季红外光谱的存在严重降低了室内环境的舒适度。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决现有的太阳光直接导入室内用于照明的技术使用石英光纤成本高、塑料光纤功率受限以及导入照明的太阳光光谱范围宽等不足，提出了一种太阳光分光照明系统。
本实用新型的技术方案为：一种太阳光分光照明系统，包括用于汇聚太阳光的聚光单元、用于传导太阳光的内壁全反射直筒、连接多个非直连全反射直筒用于改变光路传输方向的转角反射单元和用于室内照明的照明单元；多个全反射直筒和转角反射单元连接组成自室外至室内的太阳光传输通道；聚光单元连接于太阳光传输通道的室外端；照明单元包括连接于太阳光传输通道的室内端光纤转接头，连接于光纤转接头上的多束光纤以及连接于各束光纤另一端的发光单元；所述全反射直筒及转接反射单元为三个同心筒通过支架焊接组成的分光筒，三个同心筒在系统的室外端具有内筒长于外筒的结构。
进一步的，所述聚光单元为菲涅尔透镜。
进一步的，发光为凸透镜，其中凸透镜的一面为平面，另一面为凸球面。
进一步的，所述光纤为塑料光纤。
本实用新型的有益效果：本实用新型的太阳光导入装置采用筒状结构的全反射直筒和转角反射单元组成太阳光传输通道，替代传统的成本昂贵的石英光纤实现了太阳光直接导入功能。同时在室内端分光后采用塑料光纤保证了系统传输功率及低成本的优势下方便了室内复杂的照明光路布置，设置照明点更加灵活。特别的，由于可见光与红外线和紫外线的频谱不同，经过同一透镜后会汇聚于不同的距离点，由三个同心筒组成的太阳光传输通道在太阳光的输入端通过不同的长度结构可将红外线、紫外线和可见光分配到不同的同心筒内。上述被分离的红外线及紫外线可更加需要用于杀菌及加热，使太阳能利用效率更高，同时增加了照明品质。系统结构简单，后期维护成本更低。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详述。
图1为本实用新型的太阳光分光照明系统的结构原理图；
图2为本实用新型的全反射同心筒结构示意图；
图3为图2所示同心筒的俯视图；
图4为图2所示同心筒的剖视图。
图中：1、聚光单元，2、内壁全反射直筒，3、转角反射单元，4、照明单元，21、同心筒，22、同心筒，23、同心筒，24、支架。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本实用新型作进一步的阐述。
如图1、图2、图3及图4所示，一种太阳光分光照明系统，包括用于汇聚太阳光的聚光单元1、用于传导太阳光的内壁全反射直筒2、连接多个非直连全反射直筒用于改变光路传输方向的转角反射单元3和用于室内照明的照明单元4；多个全反射直筒和转角反射单元连接组成自室外至室内的太阳光传输通道；聚光单元连接于太阳光传输通道的室外端；照明单元包括连接于太阳光传输通道的室内端光纤转接头，连接于光纤转接头上的多束光纤以及连接于各束光纤另一端的发光单元；所述全反射直筒及转接反射单元为三个同心筒(21，22，23)通过支架24焊接组成的分光筒，三个同心筒在系统的室外端具有内筒长于外筒的结构。以下为本实用新型基于上述实施例的优选方案：之一，上述聚光单元为菲涅尔透镜，使聚光范围更大；之二，照明单元为凸透镜，其中凸透镜的一面为平面，另一面为凸球面，使得室内照明更分散且均匀；之三，所述光纤为塑料光纤，用于将室外汇聚的太阳光分光后通过多个通道分散为多点照明，特别适合于如低下停车场能大空间照明或者写字楼等分散照明的集成系统。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。

Claims (1)

1.一种太阳光分光照明系统，其特征在于：包括用于汇聚太阳光的聚光单元、用于传导太阳光的内壁全反射直筒、连接多个非直连全反射直筒用于改变光路传输方向的转角反射单元和用于室内照明的照明单元；多个全反射直筒和转角反射单元连接组成自室外至室内的太阳光传输通道；聚光单元连接于太阳光传输通道的室外端；照明单元包括连接于太阳光传输通道的室内端光纤转接头，连接于光纤转接头上的多束光纤以及连接于各束光纤另一端的发光单元；所述全反射直筒及转接反射单元为三个同心筒通过支架焊接组成的分光筒，三个同心筒在系统的室外端具有内筒长于外筒的结构。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112930918A (zh) * 2021-03-04 2021-06-11 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 密闭植物工厂太阳能立体照明系统
CN114366832A (zh) * 2022-01-19 2022-04-19 中国人民解放军国防科技大学 一种导入式阳光照明与抑菌除霉系统
CN114415359A (zh) * 2022-01-19 2022-04-29 中国人民解放军国防科技大学 一种基于太阳能汇聚发电的采光装置

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