[发明专利]利用聚光分光技术实现太阳能全光谱利用的照明发电装置

权利要求书

1.一种利用聚光分光技术实现太阳能全光谱利用的照明发电装置，其特征在于：包括分光单元、光纤照明单元、自动控制追日单元、碟式聚光单元；

所述分光单元设置在所述碟式聚光单元焦点处，用于使反射的光耦合进光纤的位置；所述自动控制追日单元设置在所述碟式聚光单元碟面上，用于控制装置跟随太阳转动，使太阳光始终垂直入射在所述碟式聚光单元的碟式聚光镜面上，经碟式聚光镜面汇聚到焦点处的分光单元上；所述光纤照明单元设置在所述分光单元下面，所述分光单元将红外光和可见光分离，透过的红外光通过分光单元后面的太阳能电池进行发电储存供给整个装置的运转，反射的可见光通过所述光纤照明单元导入到室内进行照明，从而实现太阳光谱的全光谱利用。

2.根据权利要求1所述的利用聚光分光技术实现太阳能全光谱利用的照明发电装置，其特征在于：所述分光单元由下至上依次包括分光片（11）、匀光筒（14）、太阳能电池（12）；分光片（11）将太阳光分为可见光和红外光，可见光经光纤照明单元导入室内进行照明，红外光经太阳能电池（12）发电。

3.根据权利要求2所述的利用聚光分光技术实现太阳能全光谱利用的照明发电装置，其特征在于：所述分光单元还配置有水冷装置（13），所述水冷装置（13）由第一制冷散热凹型槽（131）、第二制冷散热凹型槽（132）、第一进出水导管连接口（133）、第二进出水导管连接口（134）组成；

所述第一制冷散热凹型槽（131）配置在太阳能电池（12）背面，所述第二制冷散热凹型槽（132）配置在所述匀光筒（14）侧面；冷却水通过所述第一进出水导管连接口（133）注入后，依次通过所述第一制冷散热凹型槽（131）、第二制冷散热凹型槽（132）连通和通过所述第二进出水导管连接口（134）导出。

4.根据权利要求3所述的利用聚光分光技术实现太阳能全光谱利用的照明发电装置，其特征在于：太阳能电池（12）的陶瓷覆铜DBC基板作为第一制冷散热凹型槽（131）盖板，并通过密封硅胶成一体单元，能够有效降低太阳能电池温度，避免由于温度过高对装置造成损坏。

5.根据权利要求1所述的利用聚光分光技术实现太阳能全光谱利用的照明发电装置，其特征在于：所述光纤照明单元包括光纤接口（21）、光纤传输管（22）、光纤束（23），可见光经所述分光单元反射后，通过光纤接口（21）直接耦合到光纤传输管（22）中传输，然后通过光纤束（23）导入到照明场所进行照明。

6.根据权利要求1所述的利用聚光分光技术实现太阳能全光谱利用的照明发电装置，其特征在于：所述自动追日单元包括底座（31）、第一步进机（321）、第二步进机（322）、支撑轴承（34）；所述碟式聚光单元设置在所述支撑轴承（34）上，所述支撑轴承（34）设置在所述底座（31）上；所述第一步进机（321）和第二步进机（322）用于分别控制所述碟式聚光单元水平和竖直的转动。

7.根据权利要求6所述的利用聚光分光技术实现太阳能全光谱利用的照明发电装置，其特征在于：所述自动追日单元还配置有光电传感器（33），所述光电传感器（33）里面设有4个光敏单元，用于接受到太阳的位置和方向信息，以电信号的形式传给单片机控制系统，进而控制第一步进机（321）和第一步进机（322），从而实现精准自动追日。

8.根据权利要求1所述的利用聚光分光技术实现太阳能全光谱利用的照明发电装置，其特征在于：所述碟式聚光单元包括碟面聚光镜结构（41）、支撑架结构（42）、碟面支撑架结构（43）、碟面支撑底座结构（44）；

所述碟面聚光镜结构（41）设置在碟面支撑架结构（43）上，所述碟面支撑架结构（43）设置在碟面支撑底座结构（44）上，所述碟面支撑底座结构（44）设置在自动追日单元的支撑轴承（34）上；所述支撑架结构（42）由若干等距设置在所述碟面聚光镜结构（41）边沿上的支撑杆组成，支撑杆的另一端与所述分光单元连接。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的利用聚光分光技术实现太阳能全光谱利用的照明发电装置，其特征在于：所述光纤照明单元中光纤束（23）的接头呈六边形无缝镶嵌排列在非透明的输入接头中，使可见光在光纤中均匀传播，同时减少由于光纤排列缝隙和输入接头透光性造成光的损失，实现光纤贯穿于整个光纤传输管中，并使光纤传导出的用于照明的可见光充足且均匀。

10.根据权利要求1-8任意一项所述的利用聚光分光技术实现太阳能全光谱利用的照明发电装置，其特征在于：入射到光纤束（23）的可见光的角度小于光纤的数值孔径。