CN205480783U - 带阳光自动追踪的阳光导入装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种带阳光自动追踪的阳光导入装置，包括底座，太阳能追踪器，聚光镜片、活动支架、外层面板、内层面板、导光通道；在底座上安装有一个太阳能追踪器；活动支架安装在太阳能追踪器上；外层面板固定在活动支架上前侧，内层面板安装在活动支架上外层面板的后侧并能够移动调节；用于收集阳光的聚光镜片固定在活动支架外层面板上，把阳光聚焦成光斑汇聚到聚焦点；所述太阳能追踪器包括：旋转体、东西旋转电机、上下推杆电机、测光面板、控制器和电源；由太阳能追踪器调节聚光镜片方位和朝向使其与阳光照射方向垂直。活动支架聚焦点位置可连接导光通道来传输光能。本实用新型提高了太阳光的利用率，安装使用方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能利用设备，尤其是一种阳光导入装置。
背景技术
近年来，随着人们对环境的重视，绿色能源已成为能源行业关注的焦点，在绿色能源中，太阳能资源取之不尽，清洁安全，是最理想的可再生能源。国际上对太阳能的开发非常的重视。太阳光导入系统作为一种新型的照明系统，使用越来越普及，它极大的节约了能源。在地下室、地铁、商场以及一些办公楼内部，由于缺少光照，即使是白天也需要电照明。据统计，现在很多地点在白天照明所消耗的电量占全天照明所需电量20%的以上，用电量十分可观。将这一部分电能节约下来是对节能减排的不小贡献。
阳光导入装置使用场景是不能直接接收太阳光的地下室或房间，现有的人工照明基本是波段比较狭窄的光源，这些场景若只采用电灯照明时间长后会因为缺少阳光中的紫外线、红外线杀菌和提供热量等因素，使得房间阴暗潮湿。
现有的太阳光导入系统是通过将太阳光聚焦，然后再通过导光介质实现阳光的导入，该系统的复杂性和成本主要集中于太阳光导入所使用的导光介质。现有的太阳光导入系统所采用的导光介质主要有弯角内设置反光镜的光导管和光纤。
目前导光光纤的材质主要分为普通塑料光纤，和进口石英光纤。由于不同导光介质对不同波长的光传输损耗大不相同，在常见的阳光导入设备中都是采用对可见光波段导光效率较高的光纤，从而导致相对于人工照明价值较大的紫外线、红外线波段损耗非常高。而且因为现有的光纤的芯径较小，最大不超过1毫米，同时光纤的数值孔径小，只有在非常小的角度范围内的光才能藕合进入光纤，当透镜口径较大时，因为球差等原因，其聚焦光斑也大，而光纤直径小，所以光纤的藕合效率远远小于1%，太阳光不能有效的利用，同时对阳光的跟踪精度要求特别高。而采用弯角内设置反光镜的光导管作为导光传输介质，该导光管类似通风管道，不能弯曲，而反射镜固定在导光管上，因此其采集阳光的方向固定，采集阳光的聚光装置不可旋转，仅在聚光转置对准阳光时太阳才可随导管进入室内，因此阳光的利用效率极低。如公开号CN104357906A文件中所述阳光导入设备尚存在体积较大、阳光收集过程即有多次反射导致过多能量损失和不能追踪阳光射入的不足。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种带阳光自动追踪的阳光导入装置，其结构小巧，提供不同场合的光照传输方案，提高太阳光的利用率，安装使用方便，成本低，安全可靠。本实用新型采用的技术方案是：
一种带阳光自动追踪的阳光导入装置，包括底座，太阳能追踪器，聚光镜片、活动支架、外层面板、内层面板、导光通道；
在底座上安装有一个太阳能追踪器；活动支架安装在太阳能追踪器上；外层面板固定在活动支架上前侧，内层面板安装在活动支架上外层面板的后侧并能够移动调节；用于收集阳光的聚光镜片固定在活动支架外层面板上，把阳光聚焦成光斑汇聚到聚焦点；聚焦点可通过活动支架的内层面板调节与外层面板即与聚光镜片的距离；活动支架聚焦点位置连接导光通道来传输光能；
太阳能追踪器调节活动支架的俯仰和旋转角度从而调节外层面板上聚光镜片的方位和朝向使得聚光镜片与阳光照射方向垂直。
进一步地，所述太阳能追踪器包括：旋转体、东西旋转电机、上下推杆电机、测光面板、控制器和电源；控制器和电源安装在底座上；
旋转体安装在底座上；东西旋转电机和上下推杆电机安装在旋转体上；旋转体上安装活动支架；上下推杆电机连接活动支架；测光面板安装在外层面板上，且与聚光镜片位于同一平面；测光面板为控制器提供输入信号；控制器根据测光面板的信号控制东西旋转电机和上下推杆电机；东西旋转电机使得旋转体水平旋转并带动活动支架和外层面板上聚光镜片水平旋转；上下推杆电机带动活动支架以活动支架在旋转体上的活动支撑点旋转。
进一步地，外层面板和内层面板平行。
进一步地，所述导光通道连接光纤束，光纤束由接头固定在聚焦点。
或：所述导光通道连接导光管，导光管为柔性导光管，导光管内壁镀有高反射膜。
进一步地，聚光镜片采用螺纹聚光透镜。
本实用新型的优点在于：采用螺纹聚光透镜，可消除传统聚光镜的球差，减小采集点位置光斑大小，极大提高光能聚焦位置的采集效率。并有重量轻、中心薄的优点；同时使用单一透镜，极大减小整体装置的体积，使设备易于安放和移动；多种导光模式使装置应用领域广阔；太阳能跟踪功能使得装置可高效率工作于每天不同时间段和不同季节。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型太阳能跟踪器示意图。
图3为本实用新型正面结构示意图。
图4为本实用新型导光管的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，为了提高太阳光的利用率以及安装使用的便捷性，本实用新型提出的带阳光自动追踪的阳光导入装置，包括底座100，太阳能追踪器200，聚光镜片1、活动支架2、外层面板3、内层面板5、导光通道7；
太阳能追踪器200安装在底座100上，能够自动跟踪阳光而转动，并控制活动支架2的俯仰角度；活动支架2安装在太阳能追踪器200上；外层面板3固定在活动支架2上前侧，内层面板5安装在活动支架2上外层面板3的后侧并能够移动调节；外层面板3和内层面板5优选为平行；用于收集阳光的聚光镜片1固定在活动支架2外层面板3上，把阳光聚焦成光斑汇聚到聚焦点4；聚焦点4可通过活动支架的内层面板5调节与外层面板3即与聚光镜片1的距离；活动支架聚焦点4位置连接导光通道7来传输光能；
如图2所示，太阳能追踪器200可调节活动支架2的俯仰和旋转角度从而调节外层面板3上聚光镜片1的方位和朝向使得聚光镜片1与阳光照射方向垂直。
太阳能追踪器200包括：旋转体6、东西旋转电机9、上下推杆电机10、测光面板11、控制器12和电源13；控制器12和电源13安装在底座100上；旋转体6安装在底座100上；东西旋转电机9和上下推杆电机10安装在旋转体6上；旋转体6上安装活动支架2；上下推杆电机10连接活动支架2；测光面板11安装在外层面板3上的下部，且与聚光镜片1位于同一平面；测光面板11内置多个光电二极管，在不同位置接受阳光照射后产生电压差为控制器12提供输入信号来判断测光面板11是否与光照垂直，进而提供信号来使得控制器12控制东西旋转电机9和上下推杆电机10；东西旋转电机9使得旋转体6水平旋转并带动活动支架2和外层面板3上聚光镜片1水平旋转；上下推杆电机10带动活动支架2以活动支架2在旋转体6上的活动支撑点8旋转。需要说明的是，图2仅仅是个示意图，因此图2中内层面板5省略未画；内层面板5的装配关系在图1中已经表达；
如图3所示，聚光镜片1固定于外层面板3中间，测光面板11固定于聚光镜片1的同一平面。
导光通道7可连接光纤束和导光管14。所述光纤束由大量细小光纤聚合包裹而成，可由接头固定在聚焦点4。如图4所述导光管14为柔性导光管，导光管外层15采用聚四氟乙烯制成，所述导光管内壁镀有反射率大于98%的高反射膜16，高反射膜16可以选取本技术领域常用的类型。所述导光管14能耐高温,避免由于高温导致的软化或变形，导光管14可以任意变形，达到自由变换方向的目的，安装使用方便，通过导光管14内的高反射膜16能大幅提高阳光导入后的利用效率。
聚光镜片1采用半径10cm的螺纹聚光透镜。由于太阳能追踪器200的控制使得外层面板3任意时刻保持与阳光的垂直，使得阳光稳定的聚焦，在离镜片15cm位置的聚焦点光斑直径为1cm以下，可平行于外层面板调节内层面板的位置，使内层面板5控制的阳光接收口在焦点位置，焦距由镜片决定，由于为垂直照射，焦点距镜片位置固定，只需初次安装一次调节即可。活动支架内层面板的接口可切换使用光纤束和导光管，使用光纤束能方便变动位置，并且体积小、美观。采用导光管位置相对固定，但接收口面积大，可使聚焦点的光线基本完全导入且全波段导光效率高。
Claims (6)
1.一种带阳光自动追踪的阳光导入装置，包括底座(100)，其特征在于：还包括：太阳能追踪器(200)，聚光镜片(1)、活动支架(2)、外层面板(3)、内层面板(5)、导光通道(7)；
在底座(100)上安装有一个太阳能追踪器(200)；活动支架(2)安装在太阳能追踪器(200)上；外层面板(3)固定在活动支架(2)上前侧，内层面板(5)安装在活动支架(2)上外层面板(3)的后侧并能够移动调节；用于收集阳光的聚光镜片(1)固定在活动支架(2)外层面板(3)上，把阳光聚焦成光斑汇聚到聚焦点(4)；聚焦点(4)通过活动支架的内层面板(5)调节与外层面板(3)即与聚光镜片(1)的距离；活动支架聚焦点(4)位置连接导光通道(7)来传输光能；
太阳能追踪器(200)调节活动支架(2)的俯仰和旋转角度从而调节外层面板(3)上聚光镜片(1)的方位和朝向使得聚光镜片(1)与阳光照射方向垂直。
2.如权利要求1所述的带阳光自动追踪的阳光导入装置，其特征在于：
所述太阳能追踪器(200)包括：旋转体(6)、东西旋转电机(9)、上下推杆电机(10)、测光面板(11)、控制器(12)和电源(13)；控制器(12)和电源(13)安装在底座(100)上；
旋转体(6)安装在底座(100)上；东西旋转电机(9)和上下推杆电机(10)安装在旋转体(6)上；旋转体(6)上安装活动支架(2)；上下推杆电机(10)连接活动支架(2)；测光面板(11)安装在外层面板(3)上，且与聚光镜片(1)位于同一平面；测光面板(11)为控制器(12)提供输入信号；控制器(12)根据测光面板(11)的信号控制东西旋转电机(9)和上下推杆电机(10)；东西旋转电机(9)使得旋转体(6)水平旋转并带动活动支架(2)和外层面板(3)上聚光镜片(1)水平旋转；上下推杆电机(10)带动活动支架(2)以活动支架(2)在旋转体(6)上的活动支撑点(8)旋转。
3.如权利要求1所述的带阳光自动追踪的阳光导入装置，其特征在于：
外层面板(3)和内层面板(5)平行。
4.如权利要求1所述的带阳光自动追踪的阳光导入装置，其特征在于：
所述导光通道(7)连接光纤束，光纤束由接头固定在聚焦点(4)。
5.如权利要求1所述的带阳光自动追踪的阳光导入装置，其特征在于：
所述导光通道(7)连接导光管(14)，导光管(14)为柔性导光管，导光管内壁镀有高反射膜(16)。
6.如权利要求1所述的带阳光自动追踪的阳光导入装置，其特征在于：
聚光镜片(1)采用螺纹聚光透镜。
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Cited By (3)
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| CN108775543A (zh) * | 2018-07-13 | 2018-11-09 | 重庆和其光光电科技有限公司 | 一种太阳能光导节能照明系统的采光结构 |
| CN111473289A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-07-31 | 上海众帆新能源科技发展有限公司 | 新型主动式阳光导入装置 |
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