一种智能式太阳能热水照明装置的制作方法

本发明涉及光导照明和光热转化技术领域，特别是一种智能式太阳能热水照明装置。

背景技术：

随着地球人口增长、环境恶化、石油能源趋于枯竭，开发和利用清洁能源已被广泛关注，其中，太阳能已成为清洁能源的重要“成员”。目前，太阳能发电、发热、照明等应用技术不断成熟，然而，如何提高对太阳能的综合利用仍是新能源开发领域的一大难题。国内的太阳能装置功能单一，无法实现太阳能装置的光热一体化。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提供一种智能式太阳能热水照明装置。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种智能式太阳能热水照明装置，包括聚光头、入射光纤、第一光纤耦合器、集热管、第二光纤耦合器、出射光纤、光纤尾灯、蓄水容器、循环泵以及太阳能集热槽，

入射光纤一端连接在聚光头上，入射光纤另一端通过第一光纤耦合器连接在集热管的进光口；

出射光纤一端连接在光纤尾灯上，出射光纤另一端通过第二光纤耦合器连接在集热管的出光口；

集热管上还设有进水口和出水口，集热管的出水口由水管连接至蓄水容器的进口，蓄水容器的出口由水管经过循环泵连接至集热管的进水口；

集热管安装在太阳能集热槽中。

所述集热管内壁面设有反光层。

包括多个聚光头，入射光纤与聚光头的数量相同。

还包括半球形支撑架、支架、圆柱筒底座、透明球形外罩、跟踪传感器、单片机，

多个聚光头固定在半球形支撑架上，半球形支撑架通过竖直面转动副连接在支架上，支架下端通过水平面转动副连接在圆柱筒底座上，多个跟踪传感器均匀分布安装半球形支撑架上，跟踪传感器、竖直面转动副的驱动电机和水平面转动副的驱动电机都与单片机连接；透明球形外罩安装在圆柱筒底座上部。

所述太阳能集热槽和集热管都为环形，环形太阳能集热槽固定在圆柱筒底座上，环形集热管安装环形太阳能集热槽中。

所述集热管进光口和出光口开设于管轴方向，进水口和出水口开设于管径方向。

与现有技术相比较，本发明具备的有益效果：

1、将集热装置和照明装置结合起来。首次将太阳集热装置和太阳能光纤导光照明装置进行有机的结合，成功实现了太阳能装置的光热一体化。

2、内外环形集热管保证了良好加热效果，并使光纤导光同时用于发热和照明，即“一器多用”，同时，环形集热管还实现了热水的自循环功能。

3、为了充分利用太阳能，将滤波片所滤光线中的热能进行电-热的二次利用。同时，也提高了热水的加热速度。

附图说明

图1为本发明所述的智能式太阳能热水照明装置结构示意图。

图2为本发明所述的智能式太阳能热水照明装置的第一光纤耦合器的装配结构示意图。

图3为本发明所述的智能式太阳能热水照明装置的集热管的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例1

一种太阳能热水照明装置，包括聚光头1、入射光纤2、第一光纤耦合器19、集热管3、第二光纤耦合器、出射光纤4、光纤尾灯5、蓄水容器6、循环泵7以及太阳能集热槽8。

入射光纤2一端连接在聚光头1上，入射光纤2另一端通过第一光纤耦合器19连接在集热管3的进光口；

出射光纤4一端连接在光纤尾灯5上，出射光纤4另一端通过第二光纤耦合器连接在集热管3的出光口；

集热管3上还设有进水口9和出水口10，集热管的出水口10由水管11连接至蓄水容器6的进口，蓄水容器6的出口由水管经过循环泵7连接至集热管3的进水口9；

集热管3安装在太阳能集热槽8中。

进一步的，所述集热管3内壁面设有反光层。

进一步的，包括多个聚光头1，入射光纤2与聚光头1的数量相同。

进一步的，还包括半球形支撑架12、支架13、圆柱筒底座14、透明球形外罩15、跟踪传感器16、单片机，

多个聚光头1固定在半球形支撑架12上，半球形支撑架12通过竖直面转动副17连接在支架13上，支架13下端通过水平面转动副18连接在圆柱筒底座14上，多个跟踪传感器16均匀分布安装半球形支撑架12上，跟踪传感器16、竖直面转动副17的驱动电机和水平面转动副18的驱动电机都与单片机连接；透明球形外罩15安装在圆柱筒底座14上部。

进一步的，所述太阳能集热槽8和集热管3都为环形，环形太阳能集热槽8固定在圆柱筒底座14上，环形集热管3安装环形太阳能集热槽8中。

进一步的，所述集热管3进光口和出光口开设于管轴方向，进水口9和出水口10开设于管径方向。

工作原理及其过程：

聚光头3由外壳、菲涅尔镜片、滤光镜片和光纤接口组成。太阳光透过玻璃罩15的光线经菲涅尔镜片后聚焦到滤光镜片上，过滤对人体有害的紫外线，保证输出的光线适于室内照明。然后，光线聚焦到光纤接口处的入射光纤2上，入射光纤2将光线传导至集热管3的一端，光纤耦合器用于将多根光纤集合成束，光线从集热管3的管轴方向射入，由于集热管3中充满了水并且集热管3的内壁设有反光层，所以集热管3也相当于一根光纤具有传导光线的作用，光线从集热管3射出后，再由出射光纤4传导至光纤尾灯5处，实现照明功能。

集热管3安装在太阳能集热槽8中，太阳能集热槽8会将太阳光反射并汇聚至集热管3上，对集热管3内的水进行加热。由于集热管3也起到传导光线的作用，太阳光在集热管3的水体中传导也会对水体进行加热。因此，集热管中的水得到了两个热源的加热作用，充分利用了太阳能。

使用时，开启循环泵7使得蓄水容器6中的水充分得到太阳能的加热。

通过跟踪传感器16获得太阳方向，将信号传递至单片机，单片机分析之后控制竖直面转动副17的驱动电机和水平面转动副18的驱动电机，并通过竖直面转动副17和水平面转动副18的转动，使得聚光头1获得多角度实时对准太阳方向的能力。