[发明专利]一种基于锥形光纤导光的光漏斗照明系统

说明书

本发明公开了一种基于锥形光纤导光的光漏斗照明系统，包括聚光装置、导光装置和照明装置，聚光装置包括用于收集太阳光的聚光透镜和用于控制聚光透镜旋转的光电式追踪装置；光电式追踪装置控制聚光透镜活动以收集太阳光，太阳光入射聚光透镜后形成光斑，导光装置将光斑传输至照明装置实现照明。导光装置包括设置在聚光透镜中心下方的用于传输太阳光的第一光纤和用于连接第一光纤和照明装置的第二光纤，本发明采用锥形光纤作为导光装置，锥形光纤大端口径大于光斑的直径，即使光斑出现偏移，光线也能很好地进入锥形光纤，不会出现能量损耗；锥形光纤小端适配连接第二光纤，在提高了第二光纤出口光纤的亮度的同时也节省了制造材料，大大降低成本。

技术领域

本发明涉及一种太阳能利用系统，尤其涉及一种基于锥形光纤导光的光漏斗照明系统。

背景技术

随着全球经济的快速发展，人类对自然资源的消耗与日俱增。为了实现节能减排、保护环境和社会的可持续发展，世界各国都在寻找新能源来替代传统的化石燃料，而太阳能作为一种新型的能源，越来越受到各国的关注和重视。太阳能的储量丰富，取之不尽，用之不竭，目前人类对太阳能利用的最主要的方式还停留在光伏发电上。而人类用于照明的能源消耗非常大，高成本、低效率的方式显然不适合人类的发展。由于目前对于提高导光照明系统追光精度的研究都集中在追光装置的控制上，在导光装置上的创新及研究都不够深入。采用传统光纤作为光传输装置，由于追光装置存在一些误差，当误差产生时，聚光装置形成的光斑会出现偏移，光纤无法完全进入光纤，会造成能量损失，降低利用率。

发明内容

本发明的主要目的提供一种基于锥形光纤导光的光漏斗照明系统，其克服了背景技术中存在的不足，进一步提高了导光照明系统的追光精度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于锥形光纤导光的光漏斗照明系统，包括聚光装置、导光装置和照明装置，所述聚光装置包括用于收集太阳光的聚光透镜和用于控制聚光透镜旋转的光电式追踪装置；所述光电式追踪装置控制所述聚光透镜活动以收集太阳光，太阳光入射聚光透镜后形成光斑，所述导光装置将光斑传输至照明装置实现照明，所述导光装置包括设置在聚光透镜中心下方的用于传输太阳光的第一光纤和用于连接第一光纤和照明装置的第二光纤，所述第一光纤为锥形光纤且采用光学玻璃制造，所述第一光纤呈圆锥形状，所述第一光纤大端端口的直径大于光斑的直径，所述第一光纤小端适配连接所述第二光纤；

所述聚光装置还包括固定支架和用于支撑聚光透镜的环形支撑板，所述环形支撑板与所述聚光透镜相对固定，所述聚光透镜位于环形支撑板之上且聚光透镜与环形支撑板的内孔对应；

所述固定支架包括支撑结构和固定支脚，所述环形支撑板安装在支撑结构上，所述锥形光纤设置在固定支脚的底部，所述锥形光纤大端端口朝向聚光透镜，所述固定支脚的底部与所述聚光透镜的中心上下对齐设置；

所述光电式追踪装置包括一比较器、若干个光敏电阻和传动结构，光敏电阻用于检测太阳的照射位置及角度，比较器根据所述光敏电阻传递的信号驱动所述传动结构，所述传动结构连接固定支架以带动固定支架活动；

所述比较器为LM324运算放大器，所述比较器安装在所述环形支撑板上；所述若干个光敏电阻以聚光透镜为中心对称地布置在所述聚光透镜的四周，用于检测太阳的方位角和高度角；

所述传动结构包括驱动机构和云台，驱动机构传动连接固定支架绕第一轴线转动，驱动机构还传动连接云台以带动云台绕第二轴线转动，该第一轴线和第二轴线垂直；

所述云台包括底盘、支撑面板和用于带动支撑面板旋转的第一滚轮，所述第一滚轮个数为四个，所述四个第一滚轮对称地布置在所述支撑面板下方且与所述支撑面板滚动连接，所述支撑面板采用亚克力板制造成型；

所述云台还包括旋转支架，所述旋转支架设置在支撑面板上，所述旋转支架上设有第二滚轮，所述驱动机构配合第二滚轮以带动所述固定支架转动。