[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

说明书

技术领域

本发明属于太阳能技术领域，涉及一种高效利用太阳能实现光纤混合照明发电装置，尤其涉及一种利用碟式聚光—分光技术实现太阳光全光谱高效利用的混合照明发电装置。

背景技术

目前能源短缺已成为事实，开采难度也越来越大，节能减排已发展成为能源战略的首要目标。有计划地、合理地开展太阳能利用，是人类社会走向可持续发展道路的必然选择。考虑到实际生活中有许多因不能直接被太阳光照射但需要额外照明设施进行补光的场所，例如矿井、地下停车库、隧道等，这就造成了资源的额外消耗；又如在我国西南、西北等一些电力无法输送但光照较强的山区也亟待改善照明条件；此外，像一些对室温有严格要求的室内场所，像蔬菜种植，特殊菌类养殖等需要充足的阳光来使植物生长但同时又不能引起室内温度的过大的变化等场所。为了更充分利用储量巨大的太阳能，一些光纤导光室内照明系统渐渐成为光伏技术发展的一个研究热点。

目前，国内外提出的太阳光光纤照明装置虽然能够实现室内照明，然而在实际的应用过程中或多或少存在着误差大、稳定性差、非自动追日等缺点，而且大多数系统是将太阳光直接导入到照明场所，而一般人类视觉所能感知的太阳光谱段是380nm~760nm的可见光波段，约占太阳辐射能的50%，普通照明只需要满足可见光光谱范围即可；对于超出人类视觉极限的大量的红外光（太阳光谱大于760nm的波段）就被浪费掉了，相当于大约43%的太阳辐射能损失了，没有实现太阳光的全光谱利用，导致太阳能利用率不高，造成资源的浪费。而且红外光具有热量高，穿透能力强等特点，在光纤中传输一定程度上会损坏光纤。

发明内容

为了解决上述技术，本发明提出了一种利用碟式聚光—分光技术实现太阳光全光谱高效利用的装置，将可见光导入到应用场所实现照明，红外光通过太阳能电池发电并被蓄电池储存起来，供给装置的自我运转，极大地提高了太阳光的利用率。

本发明所采用的技术方案是：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。

本发明与现有技术相比，其有益的效果：一是无须外接电源，通过分光片将红外光分离用于太阳能电池发电并被蓄电池储存，足以供给整个装置的运转，同时可见光通过光纤导入到室内进行照明，实现了太阳光谱的全光谱利用，提高了太阳光的利用率；二是避免了由于红外光的高热量造成的光纤的损坏，延长了整套装置的使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例的正视图。

图2是本发明实施例的俯视图。

图3是本发明实施例的光线仿真图。

图4是本发明实施例的分光单元结构图。

图5是本发明实施例的光纤照明单元结构图。

图6是本发明实施例的光纤照明单元光纤耦合结构图。

图7是本发明实施例涉及到的分光片光谱响应示意图。

其中： 11—分光片，12—太阳能电池，13—水冷装置，131—第一制冷散热凹型槽，132—第二制冷散热凹型槽，133—第一进出水导管连接口，134—第二进出水导管连接口，14—匀光筒，21—光纤接口，22—光纤传输管，23—光纤束， 31—底座，321—第一步进机，322—第二步进机，33—光电传感器，34—支撑轴承， 41—碟面聚光镜，42—支撑架，43—碟面支撑底座，44—碟面支撑架。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。