CN215675019U - 一种太阳能光导昼夜照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及照明技术领域，公开了一种太阳能光导昼夜照明装置，包括导光管、安装在导光管输入端上的采光罩、安装在导光管输出端上的漫射器以及支撑组件，导光管内安装有用于向室内进行补光的补光组件。导光管整体是呈“人”字形的双管式结构。支撑组件包括设置导光管外周侧的内圈架、间隔设置在内圈架外周侧的外圈架。通过支撑组件中设置的外圈架、内圈架、连杆和挡雨玻璃，不仅实现对太阳光伏板的稳定安装，还可避免雨水冲击太阳能光伏板，提高使用寿命，通过设置的补光组件，可将太阳能光伏板吸收的能量转换成电能供给LED补光灯发光，以为室内补足照明，具有绿色、环保、健康和效率高的优点。

Description

一种太阳能光导昼夜照明装置

技术领域

本实用新型涉及照明技术领域，尤其涉及一种太阳能光导昼夜照明装置。

背景技术

21世纪的建筑大多数采用电灯、天窗、玻璃幕墙等进行照明和室内采光，这样的同时也带来了大幅度的城市光污染以及电力成本和不可再生资源损耗等一系列问题。

为解决能源消耗以及减少光污染等问题，新型的自然光照明装置——光导照明系统应运而生，其原理是通过室外的集光装置捕获可见自然光，再经过导光管高效的反射及传输后将自然光传输到安装在室内的漫射装置上，最终由漫射装置将自然可见光均匀散入到室内需要光线的角落，从而实现室内照明。

与普通照明相比，导光管光导照明系统具有健康、节能、环保、绿色、舒适等诸多种优势，有实验表明，人体沐浴在自然光下具有更高的生产力，充实的幸福感，且更加的积极，减少了不良情绪。近几年光导照明采光系统已经渐渐被市民所接受，所应用领域也从地下空间发展到体育馆、高铁、学校、医院、购物中心等大型公共场所和民居建筑等。

光导照明系统的光源来自于太阳光，从整个地球受太阳光照分布情况来看，每个地区的自然光资源分布并不是均匀化的，其受到地形以及转动的影响。比如我国西部自然光资源丰富，而中东部自然光资源却匮乏。

众所周知，太阳辐射光主要集中在可见光(0.400～0.760μm)、波长大于可见光的红外光(>0.760μm)和小于可见光的紫外光(<0.4μm)部分。在全太阳辐射能中，可见光区约占太阳辐射总能量的50.43％，红外光区约占42.25％，紫外线光区的太阳辐射能较少，只占总量的约7.31％。由此可见在太阳辐射能中红外光与可见光都占比较大，且差不多相同。可见光是光谱中人眼可以感知的部分，其波长在0.400～0.760μm之间；而红外光为非可见光，不能被人眼所感知。光导照明系统正是把自然可见光传输到室内用于照明的。

对于现有技术中的光导照明系统，当系统处于阴霾和雨天天气或者晚上时，自然可见光衰减严重，会导致系统中的采光罩收集到的可见光减少，使得传输到室内的可见光变弱，造成室内照明不足，同时也无法在雨天对系统中的太阳能光伏板起到良好防护，使太阳能光伏板易受雨水长时间冲刷而损坏。基于上述内容，我们提出一种太阳能光导昼夜照明装置。

实用新型内容

为解决上述背景技术中的技术问题，本实用新型提供一种太阳能光导昼夜照明装置。

本实用新型采用以下技术方案实现：一种太阳能光导昼夜照明装置，包括导光管、安装在所述导光管输入端上的采光罩、安装在所述导光管输出端上的漫射器以及支撑组件，所述导光管内安装有用于向室内进行补光的补光组件；

所述导光管整体是呈“人”字形的双管式结构；所述支撑组件包括设置所述导光管外周侧的内圈架、间隔设置在所述内圈架外周侧的外圈架，所述内圈架与所述外圈架之间通过多根呈辐射状分布的连杆连接；多根所述连杆将所述内圈架与所述外圈架之间均匀分隔成多个安装区域；每个所述安装区域中安装有一太阳能光伏板以及位于所述太阳能光伏板上方用于完全遮盖所述太阳能光伏板的挡雨玻璃。

作为上述方案的进一步改进，所述导光管包括与所述采光罩连接的头段、两根中段以及分别连接在两根所述中段输出端上的两根尾段，两根所述中段的输入端汇集连通在所述导光管的输出端上，两根所述中段的输出端呈相互分离的倾斜状态；所述尾段的输出端连接所述漫射器的输出端；

其中，所述尾段的轴线方向与所述头段的轴线方向相互平行。

作为上述方案的更进一步改进，所述内圈架套接固定在所述头段的外周侧上。

作为上述方案的更进一步改进，所述补光组件包括安装在所述尾段内部的LED补光灯以及光线调节器，所述光线调节器位于所述LED补光灯的下方，所述采光罩上安装有光线传感器。

作为上述方案的更进一步改进，所述太阳能光导昼夜照明装置还包括控制器、光伏组件和蓄电池，所述太阳能光伏板连接所述光伏组件的输入端，所述光伏组件输出端连接所述蓄电池和所述控制器，所述控制器分别与光线调节器、LED补光灯、光线传感器电连接。

作为上述方案的更进一步改进，所述光伏组件包括光伏控制器、充放电电路模块、逆变器，所述光伏控制器分别与充放电电路模块和逆变器电连接。

作为上述方案的进一步改进，所述内圈架与所述外圈架的相对侧上均水平设置有支撑板，所述太阳能光伏板板体底部的两侧分别支撑在所述内圈架和所述外圈架上的两个所述支撑板上。

作为上述方案的进一步改进，所述太阳能光伏板的表面封装有TPT聚氟乙烯复合膜。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型的太阳能光导昼夜照明装置，通过支撑组件中设置的外圈架、内圈架、连杆和挡雨玻璃，不仅实现对太阳光伏板的稳定安装，还可避免雨水冲击太阳能光伏板，提高使用寿命，通过设置的补光组件，可将太阳能光伏板吸收的能量转换成电能供给LED补光灯发光，以为室内补足照明，具有绿色、环保、健康和效率高的优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的太阳能光导昼夜照明装置的结构示意图；

图2为图1中太阳能光导昼夜照明装置正视的剖面结构示意图；

图3为图2中支撑组件的俯视结构示意图；

图4为图2中A处放大的结构示意图。

主要符号说明：

1、采光罩；2、太阳能光伏板；3、导光管；31、头段；32、中段；33、尾段；4、LED补光灯；5、光线调节器；6、漫射器；7、支撑组件；71、内圈架；72、外圈架；73、连杆；74、支撑板；8、挡雨玻璃。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请结合图1至图4，太阳能光导昼夜照明装置包括导光管3、安装在导光管3输入端上的采光罩1、安装在导光管3输出端上的漫射器6以及支撑组件7，导光管3内安装有用于向室内进行补光的补光组件。补光组件可在阴天和夜晚实现智能补光，以满足全天候照明照度需求。

本实施例中的采光罩1采用带抗紫外线的光学级PC/PMMA材质，透光率接近90％，完全隔离紫外线和大部分红外光，抗冲击性是普通亚克力材料的30倍，以保证整个系统性。

导光管3整体是呈“人”字形的双管式结构，该结构可将反射光均匀的分布至室内区域的不同方向，以为室内不同方向补足光照。导光管3内壁为光学多层膜反射材料，反射率高达99.7％，显色性强(无色差)，其结构为双管式。漫射器6为PHNIA透镜漫射器，可实现太阳光大角度散射，光照均匀，放射出柔和的自然光，形状多样。

支撑组件7包括设置导光管3外周侧的内圈架71、间隔设置在内圈架71外周侧的外圈架72，内圈架71与外圈架72之间通过多根呈辐射状分布的连杆73连接。多根连杆73将内圈架71与外圈架72之间均匀分隔成多个安装区域。每个安装区域中安装有一太阳能光伏板2以及位于太阳能光伏板2上方用于完全遮盖太阳能光伏板2的挡雨玻璃8。本实施例的太阳能光伏板2安置在采光罩1周围，以圆形分布。在满足系统白天的透光基础上，在导光管3外部以规则竖向阵列的排布把电线电路嵌入在导光管3的外壁上。补光组件则把太阳能光伏板2吸收的能量转换成电能并发光，均匀分布到室内照明。

在晴朗天气里，太阳辐射能较强，光谱中可见光充足，采光罩1收集到的可见光通过导光管3的高效反射，到达漫射器6后进行均匀分散，最后传输到室内以满足人们对光线需求。但在阴霾天气中，太阳辐射能比较弱，波长短的可见光辐射能减弱得更为显著，所以通过装置传输到室内的可见光不能满足人们的需求。导光管3上的太阳能光伏板2会吸收红外光通过传输至补光组件中转换产出可见光，从而实现系统全天候提供明亮的光线。

导光管3包括与采光罩1连接的头段31、两根中段32以及分别连接在两根中段32输出端上的两根尾段33，两根中段32的输入端汇集连通在导光管3的输出端上，两根中段32的输出端呈相互分离的倾斜状态。尾段33的输出端连接漫射器6的输出端。

其中，尾段33的轴线方向与头段31的轴线方向相互平行。

内圈架71套接固定在头段31的外周侧上，本实施例中内圈架71通过螺钉固定在头段31的外周侧上。

补光组件包括安装在所述尾段33内部的LED补光灯4以及光线调节器5，所述光线调节器5位于所述LED补光灯4的下方，所述采光罩1上安装有光线传感器。

本实施例装置的能耗监控，可通过光线传感器采集室外照度数据，利用功率计采集LED补光灯4的消耗功率数据，上传并保存至后台预先设置的服务器。服务器在其客户端中将采集的相应数据以曲线形式呈现出来，方便是使用者进行观察记录。

太阳能光导昼夜照明装置还包括控制器、光伏组件和蓄电池，太阳能光伏板2连接光伏组件的输入端，光伏组件输出端连接蓄电池和控制器，控制器分别与光线调节器5、LED补光灯4、光线传感器电连接，以降低LED补光灯照明能源使用量，将LED技术与最先进的自然光照明相结合，可以获得高效节能的照明体验。系统全天候提供明亮、自然的光线。

光伏组件包括光伏控制器、充放电电路模块、逆变器，光伏控制器分别与充放电电路模块和逆变器电连接。

通过太阳能光伏板2以及光伏组件等结构，可将太阳能转化为电能，为其他元器件供电，环保节能。光线传感器可监测光线强度，当光线太弱，则发送信号给控制器，控制器通过控制光线调节器5调节LED补光灯4进行光照补偿。

内圈架71与外圈架72的相对侧上均水平设置有支撑板74，支撑板74呈环状结构。太阳能光伏板2板体底部的两侧分别支撑在内圈架71和外圈架72上的两个支撑板74上，可使多个太阳能光伏板2实现分批次安装，减少太阳能光伏板2的安装难度，尤其在局部的太阳能光伏板2损坏时，只需更换相应损坏的，而不需要将所有太阳能光伏板2全部拆除更换，省时省力，方便维护。

太阳能光伏板2的表面封装有TPT聚氟乙烯复合膜，本实施例的TPT聚氟乙烯复合膜包括外层保护层PVF、中间层为聚脂薄膜、内层PVF，其中外层保护层PVF具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层为聚脂薄膜具有良好的绝缘性能，内层PVF需经表面处理和EVA具有良好的粘接性能。由于太阳能电池主要是吸收可见光，还可以吸收一部分红外波段的光，一般吸收波段是10nm到30nm，紫外线对太阳能电池是有害的，能加速太阳能电池的老化，降低其转化效率。所以，在太阳能电池片封装的时候，封装一层背板玻璃TPT，TPT不仅能够防止太阳能电池片受重压而破裂，而且能够阻挡紫外线，从而保证太阳能电池板的使用寿命。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种太阳能光导昼夜照明装置，其特征在于，包括导光管、安装在所述导光管输入端上的采光罩、安装在所述导光管输出端上的漫射器以及支撑组件，所述导光管内安装有用于向室内进行补光的补光组件；

所述导光管整体是呈“人”字形的双管式结构；所述支撑组件包括设置所述导光管外周侧的内圈架、间隔设置在所述内圈架外周侧的外圈架，所述内圈架与所述外圈架之间通过多根呈辐射状分布的连杆连接；多根所述连杆将所述内圈架与所述外圈架之间均匀分隔成多个安装区域；每个所述安装区域中安装有一太阳能光伏板以及位于所述太阳能光伏板上方用于完全遮盖所述太阳能光伏板的挡雨玻璃。

2.如权利要求1所述的太阳能光导昼夜照明装置，其特征在于，所述导光管包括与所述采光罩连接的头段、两根中段以及分别连接在两根所述中段输出端上的两根尾段，两根所述中段的输入端汇集连通在所述导光管的输出端上，两根所述中段的输出端呈相互分离的倾斜状态；所述尾段的输出端连接所述漫射器的输出端；

其中，所述尾段的轴线方向与所述头段的轴线方向相互平行。

3.如权利要求2所述的太阳能光导昼夜照明装置，其特征在于，所述内圈架套接固定在所述头段的外周侧上。

4.如权利要求2所述的太阳能光导昼夜照明装置，其特征在于，所述补光组件包括安装在所述尾段内部的LED补光灯以及光线调节器，所述光线调节器位于所述LED补光灯的下方，所述采光罩上安装有光线传感器。

5.如权利要求4所述的太阳能光导昼夜照明装置，其特征在于，所述太阳能光导昼夜照明装置还包括控制器、光伏组件和蓄电池，所述太阳能光伏板连接所述光伏组件的输入端，所述光伏组件输出端连接所述蓄电池和所述控制器，所述控制器分别与光线调节器、LED补光灯、光线传感器电连接。

6.如权利要求5所述的太阳能光导昼夜照明装置，其特征在于，所述光伏组件包括光伏控制器、充放电电路模块、逆变器，所述光伏控制器分别与充放电电路模块和逆变器电连接。

7.如权利要求1所述的太阳能光导昼夜照明装置，其特征在于，所述内圈架与所述外圈架的相对侧上均水平设置有支撑板，所述太阳能光伏板板体底部的两侧分别支撑在所述内圈架和所述外圈架上的两个所述支撑板上。

8.如权利要求1所述的太阳能光导昼夜照明装置，其特征在于，所述太阳能光伏板的表面封装有TPT聚氟乙烯复合膜。

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