自动跟踪聚光式太阳能光导照明系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于建筑物照明系统，特别是指一种自动跟踪聚光式太阳能光导照明系统。包括由抛面镜、支架、平面镜组成的太阳光聚光装置，由齿圈、齿轮、螺杆、套管、第一电机、第二电机、光感控制器组成的太阳光跟踪装置，由第一光导管、光导管路、漫射器组成的太阳光传输装置。本实用新型解决了现有光导管传输距离短、建筑物白天照明电能消耗大的问题，具有光导管传输距离长、节约建筑物照明电能等优点。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于建筑物照明系统，特别是指一种自动跟踪聚光式太阳能光导照明 系统。 自动跟踪聚光式太阳能光导照明系统
【背景技术】
[0002] 太阳能作为一种清洁的能源引起了世界各国的普遍重视，国内外生产企业对有关 太阳能热利用的产品投入较大且取得了有效进展，但对于太阳能光利用的产品实际利用相 对较少，在建筑照明中更多的使用自然光可大幅降低建筑的能源消耗成本。
[0003] 近些年，光导照明系统在国内照明市场受到了广泛关注及应用。光导照明系统已 经在工业厂房、体育场馆、医院、住宅等场所的功能照明上得到了实际应用。但是由于阳光 在光导管内的反射传输存在能量损失，光线不能远距离传输，在光线有效输送长度方面，小 孔径光导管传输距离为1-3米，导致光导照明系统的应用受较大限制，不但不能远距离传 输，近距离传输也需要大量光导管密集排布，既增加成本，也影响建筑物主体的整体性、安 全性和防水防雨的效能，且应用场所也存在着一定制约。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的整体技术构思是：
[0005] 自动跟踪聚光式太阳能光导照明系统，包括如下装置：
[0006] A、太阳光聚光装置：包括抛面镜，通过支架装配于抛面反射镜焦点处的平面镜；
[0007] B、太阳光跟踪装置：包括设置于抛面镜背部的齿圈，抛面反射镜的下部与齿圈上 端面活络配合，螺杆下端与第一电机的输出轴连接，套管的外管下端套装于螺杆上部外侧 并与其螺纹配合，套管的内管与抛面反射镜的上部活络配合，套管的外管表面与齿圈上端 面活络配合，齿圈与第二电机驱动的齿轮13构成啮合传动副，第一电机、第二电机分别与 光感控制器电连接；
[0008] C、太阳光传输装置：包括固定于抛面反射镜、且入口朝向平面反射镜的第一光导 管，第一光导管通过光导管路出口于建筑物内，光导管路出口内设有漫射器。
[0009] 漫射器由PC材料或PMMA材料制成，具有良好的透光性、漫射性和极好的隔热、隔 音效果，不易着火且离火自熄。从光导管路传至室内的光线不是完全均匀，因此要使室内的 光线均匀分散，需要借助于漫射器的光散射特性。漫射器能把太阳光均匀分布到室内的每 个角落，使光线柔和，无眩光现象。
[0010] 本实用新型的具体结构还有：
[0011] 为便于套管与齿圈上端面的连接，实现抛面镜的有效转动，优选的技术方案是，所 述的套管与齿圈上端面设置的连杆活销配合。
[0012] 为便于抛面镜与齿圈上端面的连接，进一步实现抛面镜的有效转动，优选的技术 方案是，所述的抛面镜的下部与齿圈上端面设置的横轴活销配合。
[0013] 为便于实现齿圈、第二电机的布置和装配，优选的技术方案是，所述的建筑物上设 有底座，第二电机外侧与底座固定，齿圈转动配合于底座上部。
[0014] 光导管路的布置可以根据抛面镜在建筑物上的布置的情况采用多种结构形式，均 不脱离本实用新型的实质，其中优选且较为简单的方案是，所述的光导管路包括经齿圈中 部开孔连通于第一光导管出口与建筑物之间的光导弯管及第二光导管。
[0015] 为降低能耗，优选的实施方案是，所述的第一电机、第二电机与配接于太阳能电池 板上的蓄电池电连接，可以显而易见的是，第一电机、第二电机也可以采用常规电源供电， 并不脱离本实用新型的实质。
[0016] 为使太阳能电池板更好实现能量转换，优选的技术实现方式是，所述的太阳能电 池板固定于抛面镜上且与其朝向一致。
[0017] 本实用新型的工作原理是：
[0018] 太阳光跟踪装置中的光感控制器自动感知太阳方位，由太阳能电池板和蓄电池提 供电力，控制第一电机和第二电机的转动，第一电机带动螺杆转动，螺杆在套管的外管内螺 旋上升或下降，控制套管的内管随螺杆在套管的外管内螺旋上升而上升，或控制套管的内 管随螺杆在套管的外管内螺旋下降在重力的作用下下落，从而使抛面镜倾斜角度产生变化 使其在太阳高度角上自动跟踪太阳。第二电机带动齿轮转动，齿轮带动齿圈转动，控制抛面 镜转动使其在水平方位上自动跟踪太阳。通过第一电机和第二电机的转动，使抛面镜始终 面向太阳，抛面镜将太阳光线反射到平面镜上，再聚焦反射到第一光导管中，太阳光线经反 射率很高的第一光导管、光导弯管导入第二光导管内经过多次反射传输后通过漫射器导入 需要白天照明的建筑物内，为建筑设施提供白天照明。
[0019] 本实用新型所取得的技术进步在于：
[0020] 1、本实用新型在光导照明系统的采光部分增加太阳光跟踪聚集系统，把太阳光线 采集并聚集到光导管内，增加光导管的光通量来抵消阳光在光导管内的反射传输造成的能 量损失，既延长太阳光的传输距离，又可减少光导照明系统的安装密度，降低对建筑物主体 的影响，减少光导照明系统的造价成本，扩大光导照明系统的应用范围。
[0021] 2、本实用新型可广泛应用于建筑设施白天采光，能够有效节约为建筑设施提供电 力照明所消耗的能源，显著降低建筑物内部80%以上照明能源消耗。且节能环保、健康和安 全，具有显著的社会效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1是本实用新型的整体结构示意图。
[0023] 附图中的附图标记如下：
[0024] 1、抛面镜；2、平面镜；3、支架；4、太阳能电池板；5、蓄电池；6、光感控制器；7、第 一光导管；8、光导弯管；9、第一电机；10、螺杆；11、连杆；12、第二电机；13、齿轮；14、齿圈； 15、横轴；16、底座；17、套管；18、第二光导管；19、漫射器；20、建筑物。
【具体实施方式】
[0025] 附图给出了本实用新型的实施例，以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步 描述，但不作为对本实用新型的限定，本实用新型的保护范围以权利要求记载的内容为准， 任何依据说明书作出的等效技术手段替换，均不脱离本实用新型的保护范围。
[0026] 本实施例的整体技术构造如图示，其中包括如下装置：
[0027] A、太阳光聚光装置：包括抛面镜1，通过支架3装配于抛面反射镜1焦点处的平面 镜2 ;
[0028] B、太阳光跟踪装置：包括设置于抛面镜1背部的齿圈14,抛面反射镜1的下部与 齿圈14上端面活络配合，螺杆10下端与第一电机9的输出轴连接，套管17的外管下端套 装于螺杆10上部外侧并与其螺纹配合，套管17的内管与抛面反射镜1的上部活络配合，套 管17的外管表面与齿圈14上端面活络配合，齿圈14与第二电机12驱动的齿轮13构成哨 合传动副，第一电机9、第二电机12分别与光感控制器6电连接；
[0029] C、太阳光传输装置：包括固定于抛面反射镜1、且入口朝向平面反射镜2的第一光 导管7,第一光导管7通过光导管路出口于建筑物20内，光导管路出口内设有漫射器19。
[0030] 所述的抛面镜1的下部与齿圈14上端面设置的横轴15活销配合。
[0031] 所述的建筑物20上设有底座16,第二电机12外侧与底座16固定，齿圈14转动配 合于底座16上部。
[0032] 所述的光导管路包括经齿圈14中部开孔连通于第一光导管7出口与建筑物20之 间的光导弯管8及第二光导管18。
[0033] 所述的第一电机9、第二电机12与配接于太阳能电池板4上的蓄电池5电连接，可 以显而易见的是，第一电机9、第二电机12也可以采用常规电源供电，并不脱离本实用新型 的实质。
[0034] 所述的太阳能电池板4固定于抛面镜1上且与其朝向一致。
【权利要求】
1. 自动跟踪聚光式太阳能光导照明系统，其特征在于包括如下装置： A、 太阳光聚光装置：包括抛面镜（1)，通过支架（3)装配于抛面反射镜（1)焦点处的平 面镜（2); B、 太阳光跟踪装置：包括设置于抛面镜（1)背部的齿圈（14)，抛面反射镜（1)的下部 与齿圈（14)上端面活络配合，螺杆（10)下端与第一电机（9)的输出轴连接，套管（17)的 外管下端套装于螺杆（10)上部外侧并与其螺纹配合，套管（17)的内管与抛面反射镜（1) 的上部活络配合，套管（17)的外管表面与齿圈（14)上端面活络配合，齿圈（14)与第二电 机（12)驱动的齿轮（13)构成哨合传动副，第一电机（9)、第二电机（12)分别与光感控制器 (6)电连接； C、 太阳光传输装置：包括固定于抛面反射镜（1)、且入口朝向平面反射镜（2)的第一光 导管（7)，第一光导管（7)通过光导管路出口于建筑物（20)内，光导管路出口内设有漫射器 (19)。
2. 根据权利要求1所述的自动跟踪聚光式太阳能光导照明系统，其特征在于所述的套 管（17)与齿圈（14)上端面设置的连杆（11)活销配合。
3. 根据权利要求1或2中任一项所述的自动跟踪聚光式太阳能光导照明系统，其特征 在于所述的抛面镜（1)的下部与齿圈（14)上端面设置的横轴（15)活销配合。
4. 根据权利要求1所述的自动跟踪聚光式太阳能光导照明系统，其特征在于所述的建 筑物（20)上设有底座（16)，第二电机（12)外侧与底座（16)固定，齿圈（14)转动配合于底 座（16)上部。
5. 根据权利要求1或4中任一项所述的自动跟踪聚光式太阳能光导照明系统，其特征 在于所述的光导管路包括经齿圈（14)中部开孔连通于第一光导管（7)出口与建筑物（20) 之间的光导弯管（8)及第二光导管（18)。
6. 根据权利要求1所述的自动跟踪聚光式太阳能光导照明系统，其特征在于所述的第 一电机（9)、第二电机（12)与配接于太阳能电池板（4)上的蓄电池（5)电连接。
7. 根据权利要求1、2、4、6中任一项所述的自动跟踪聚光式太阳能光导照明系统，其特 征在于所述的太阳能电池板（4)固定于抛面镜（1)上且与其朝向一致。
【文档编号】H02S40/38GK203896272SQ201420330905
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】刘自强, 王建辉, 刘伟, 周泉, 彭国辉, 梁迎凯, 王伟玉 申请人:河北省科学院能源研究所