[发明专利]一种家用太阳能光导系统

说明书

技术领域

本发明属于太阳能利用技术领域，具体是一种家用太阳能光导系统。

背景技术

当今人们所使用的常规能源都存在不同程度的污染，例如造成酸雨、使地球变暖等，严重危害了人类和动植物的生存。据统计，全世界为清除空气污染所需的费用，大约是所有燃料费的10%左右。

近几年来，我国能耗不断增大，面临着能源紧缺的问题，我国已出台了各种政策鼓励低碳的能源方式，因此风能、太阳能等环保能源被加以开发利用。自然光无处不在，是取之不尽、用之不竭、清洁无污染的能源。太阳能利用方面普遍使用光伏发电和太阳能热水器等，而光伏发电由于占地面积大已成为发展瓶颈。目前开发的太阳光导系统是太阳能光利用的一种有效方式,，是一种将阳光通过前端捕捉，中间传输及后端慢射原理，将外部自然光引入室内的一项技术，能够有效地减少白天电能的消耗，由于技术的限制，目前只能用于单一的照明，但就现在的研究现状，由于成本投入高，光导管系统的传光效率普遍较低，所以一般只适用于工厂、办公楼、学校、大型商场等白天需要照明的室内区域，不适合家庭使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种设计合理、结构新颖的家用太阳能光导系统，不仅可用于照明，还可作为热能用于烹饪、空间加热和干燥。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种家用太阳能光导系统，其特征在于：包括太阳能收集器、太阳光跟踪器、太阳能管道以及光谱滤波器；

所述太阳光跟踪器与太阳能收集器配合连接，并根据光的照射方向对太阳能收集器的位置进行调节；所述太阳能收集器收集的太阳光经过太阳能管道进行传输，所述光谱滤波器设置在太阳能管道内，太阳光经过光谱滤波器转化为可见光和红外线，可见光用于照明，而红外线则通过反射镜和棱镜来控制光线进入特定的位置，作为热能供家庭使用。

作为改进，所述太阳能收集器包括一具有凹抛物面的支撑架以及位于凹抛物面上方用于反射阳光的凹椭球，所述凹抛物面的中部设有聚光孔与所述太阳能管道相连通，所述凹椭球的焦点与所述凹抛物面的焦点在同一位置，所述太阳光经凹抛物面反射至凹椭球，再经凹椭球反射形成一束集中的平行光束从凹抛物面的聚光孔沿着太阳能管道进行传输。

作为改进，所述太阳光跟踪器包括一光传感器、一能自由摆动的臂、二个电机和一控制电路，光传感器通过太阳光照射，将信息反馈到控制电路以确定太阳的确切位置，然后通过控制电路来驱动电机带动太阳能收集器跟踪太阳。

作为改进，所述太阳能管道是由若干光导管、若干弯头和封盖组成的，所述光导管为口径一端大、一端小的直管，相邻的光导管通过首尾插接的方式相连，或者通过弯头相连接。

再改进，所述弯头为与所述光导管相配合的口径一端大、一端小的结构，当相邻的光导管进行首尾插接时，在连接端套设有绝缘环进行密封。

再改进，所述封盖为透明的玻璃盖，所述封盖为二个，分别套盖在所述太阳能管道的端首和端末的位置。

进一步改进，所述光导管的内壁面上涂有反光材料，所述弯头的内壁面上也涂有反光材料。

进一步改进，所述太阳能管道内设有用于控制及过滤太阳能的光阀。

再进一步改进，还包括有故障安全系统，所述故障安全系统为一组低熔点绝缘安全电线，设置在太阳能管道内，并和所述太阳能收集器相结合，在系统出现事故或故障的情况下，太阳能管道内温度上升导致安全电线短路，从而触发太阳能收集器来远离收集位置，避免阳光进入太阳能光导系统。

与现有技术相比，本发明的优点在于：设置太阳能收集器、太阳光跟踪器、太阳能管道、光谱滤波器以及故障安全系统，通过太阳能收集器收集阳光，利用太阳光跟踪器对阳光进行最大捕捉，而光谱滤波器则将阳光转化为可见光和红外线，不仅可提供照明，还能作为热能使用，故障安全系统则保障了整个系统的安全性，避免安全事故的发生。本发明设计合理、结构简单新颖、使用安全，不仅可用于照明，还可作为热能用于烹饪、空间加热和干燥，适合家庭使用。

附图说明

图1是本发明的太阳能收集器的结构示意图；

图2是本发明的光导管的结构示意图；

图3是本发明的家用太阳能光导系统的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1、2、3所示，本实施例的家用太阳能光导系统，包括太阳能收集器1、太阳光跟踪器、太阳能管道2、光谱滤波器和故障安全系统3，其中太阳能收集器1包括一具有凹抛物面11的支撑架以及位于凹抛物面11上方用于反射阳光的凹椭球12，所述凹抛物面11的中部设有聚光孔13与太阳能管道2相连通，凹椭球12的焦点与凹抛物面11的焦点在同一位置，太阳光经凹抛物面11反射至凹椭球12，再经凹椭球12反射形成一束集中的平行光束从凹抛物面11的聚光孔13沿着太阳能管道2进行传输；太阳光跟踪器与太阳能收集器1配合连接，并根据光的照射方向对太阳能收集器1的位置进行调节以捕捉最大的太阳光，太阳光跟踪器包括一光传感器、一能自由摆动的臂、二个电机和一控制电路，光传感器通过太阳光照射，分析阳光水平的经度和纬度方向位置，再将信息反馈到控制电路以确定太阳的确切位置，然后通过控制电路来驱动电机带动太阳能收集器1跟踪太阳；太阳能管道2是由若干光导管21、若干弯头22和封盖23组成的，光导管21为口径一端大、一端小的反光直管，相邻的光导管21通过首尾插接的方式相连，或者通过弯头22相连接，弯头22为与光导管21相配合的口径一端大、一端小的结构，当相邻的光导管21进行首尾插接时，在连接端套设有绝缘环24进行密封，光导管21的内壁面上涂有反光材料，弯头22的内壁面上也涂有反光材料，以增加反射效果，使得任何光射到反光管21内均将沿管子传播下去，而弯头22能将光线引导到到所需的目的地；封盖23为透明的玻璃盖，封盖23为二个，分别套盖在太阳能管道2的端首和端末的位置，这样即可防止灰尘进入管道又能减少光能的损失；光谱滤波器设置在太阳能管道1内，太阳能收集器1收集的太阳光经过太阳能管道2进行传输，太阳光经过光谱滤波器转化为可见光和红外线，可见光用于照明4，而红外线则通过反射镜和棱镜来控制光线进入特定的位置，作为热能供家庭进行烹饪5、空间加热干燥6以及作为热水器7使用，并在管道内设有用于控制及过滤太阳能的光阀8，通过光阀8可以用来控制一定数量的光线穿过并调整灯光的亮度等；故障安全系统3是出于系统的安全性以及其环境对于事故或系统故障而设计的，故障安全系统3为一组低熔点绝缘安全电线，设置在太阳能管道2内，并和所述太阳能收集器1相结合，在系统出现事故或故障的情况下，太阳能管道2内温度上升导致安全电线短路，从而触发太阳能收集器1来远离收集位置，避免阳光进入太阳能光导系统。