一种太阳光室内混合动力照明系统的制作方法

本发明涉及一种太阳光室内混合动力照明系统，属于建筑照明技术领域。

背景技术：

太阳光是一种安全、清洁的光源，同时也是最适合人眼的光源，若建筑行业采用自然光进行照明，可以不消耗电能，大大节约照明能耗。

目前，商场使用的照明装置一般为节能灯，而商场节能灯使用存在着以下缺陷：1.光衰严重、寿命短。2.节能灯没有统一的回收模式，废弃灯管内含汞，若处理不当会照成环境污染。3.节能灯是直接对电能的使用,而电能在电线传输中会存在着一定的损耗。

传统的太阳光照明系统，采用导光筒，利用镜面反射引导自然光在导光筒内多次反射，这种方式本身存在着问题：1.在多次反射过程中会造成光能大量损失。2.光路距离存在限制，不能进行大范围照明，且只能对一层建筑进行照明。

市场上的光纤传导技术，大多数不具备太阳光收集与跟踪装置，而且只能应用于日间照明，不具备夜晚及阴天照明的功能，且不能对光度进行调节。

技术实现要素：

针对目前照明系统以及光纤传导问题，本发明提供一种太阳光室内混合动力照明系统。该太阳光室内混合动力照明系统损耗低，使用寿命长，光学效率高。本发明通过以下技术方案实现。

一种太阳光室内混合动力照明系统，系统分为三个区：能源收集区a、储能控制区b和能源输出区c；能源收集区a包括光纤传导系统1、光伏发电系统2和风力发电系统3，储能控制区b包括开关4、控制器5、蓄电池组6和光度调节器7，能源输出区c包括建筑物８，光纤传导系统1通过开关4为建筑物８直接提供光源照明，光伏发电系统2和风力发电系统3通过控制器5为蓄电池组6充电，蓄电池组6通过光度调节器7为建筑物８提供照明电源，开关4、光度调节器7与控制器5电信号连接。

所述光纤传导系统1包括聚光器9、传输装置10和led-光纤混合放射装置11，聚光器9聚集太阳光的温度和光度，通过传输装置10传递给安装在建筑物８内部的led-光纤混合放射装置11。

所述聚光器9包括滤光罩12、菲涅尔透镜13、基座14和遮光罩，基座14顶部设有若干个相对孔径0.4菲涅尔透镜13，用于聚集阳光，菲涅尔透镜13外部设有透明的滤光罩12，滤光罩12外部设有能打开和闭合的滤光罩12，滤光罩12的打开和闭合通过开关4控制。

所述传输装置10包括圆柱形光纤和锥形光纤；所述圆柱形光纤包括核心、外壳、保护层三个部分，核心为石英芯16，外壳为硬聚合物包衣15，保护层为四氟乙烯缓冲物17；锥形光纤，由全塑光纤或玻璃光纤或石英光纤或复合材料光纤制成，其光纤的包层和纤芯的直径沿光纤轴向均逐渐变细，目的是增加追光的精度，提高跟踪装置的准确率。上述菲涅尔透镜13与传输装置10中的光纤形成一一对应，光纤的入口处在其对应的菲涅尔透镜13的焦点处，光纤的出口连接led-光纤混合放射装置11。

所述led-光纤混合放射装置11包括led灯19和球形照明灯罩18；球形照明灯罩18为具有平面镜或多棱镜结构的灯罩，根据合理角度安装增大光照强度；所述球形照明灯罩为具有平面镜或多棱镜结构的灯罩，根据合理角度安装增大光照强度；所述球形照明灯罩上设有滤光片，滤去太阳光的紫外线、红外线等。

所述控制器5包括跟踪装置模块、信息收集模块及传输模块，跟踪装置模块中的跟踪装置安装在基座14上，信息收集模块收集踪装置模块传递的信息和光度调节器7的信号，将控制结果通过传输模块传递给开关4和跟踪装置。

上述跟踪装置，包括多个不同位置的光纤温度传感器、两组光敏电阻的桥式比较电路；所述两组光敏电阻的桥式比较电路，一组光敏电阻检测太阳的高度角，一组光敏电阻检测太阳的方位角。所述光纤温度传感器，用于检测多个不同位置的太阳辐射温度。

上述的光度调节器7包括多个光度传感器，根据光度传感器感应室内光度大小调整聚光器角度，控制室内led灯19的开启和关闭。

该太阳光室内混合动力照明系统的工作原理为：

白天的时候，光纤传导系统1中的聚光器9聚集太阳光的温度和光度，通过传输装置10传递给安装在建筑物８内部的led-光纤混合放射装置11直接照明；光伏发电系统2和风力发电系统3通过控制器5为蓄电池组6充电，等到夜晚的时候控制器5控制蓄电池组6为led-光纤混合放射装置11提供电源进行照明。

本发明的有益效果是：

1、提出了光能直接利用的照明方式，与传统依靠电能照明方式不同，在提高光能利用效率的同时实现了光电分离。

2、采用了太阳光跟踪装置，根据光纤温度传感器、光度传感器和光敏电阻，按照室内照度需求，调节菲涅尔聚光器与太阳的位置。

3、传输装置采用圆柱形光纤与锥形光纤，利用圆柱形光纤结构达到太阳光全反射效果，降低光在传输过程中的损失，利用锥形光纤降低跟踪装置的追光误差。

4、采用具有平面镜或多棱镜的球形照明灯罩，并在球形照明灯罩上设有滤光片。

5、采用风力发电装置和光伏发电装置作为夜间发电系统，提高新能源利用率，并且达到全天室内不使用市电照明，部分风力发电装置和光伏发电装置带有跟踪装置。

附图说明

图1是本发明太阳光室内混合动力照明系统结构图；

图2是本发明光纤传导系统结构图；

图3是本发明聚光器结构图；

图4是本发明圆柱形光纤构造图；

图5是本发明led-光纤混合放射装置模型图。

图中：1-光纤传导系统，2-光伏发电系统，3-风力发电系统，4-开关，5-控制器，6-蓄电池组，7-光度调节器，8-建筑物，9-聚光器，10-传输装置，11-led-光纤混合放射装置，12-滤光罩，13-菲涅尔透镜，14-基座，15-硬聚合物包衣，16-石英芯，17-四氟乙烯缓冲物，18-球形照明灯罩，19-led灯。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1至5所示，该太阳光室内混合动力照明系统，系统分为三个区：能源收集区a、储能控制区b和能源输出区c；能源收集区a包括光纤传导系统1、光伏发电系统2和风力发电系统3，储能控制区b包括开关4、控制器5、蓄电池组6和光度调节器7，能源输出区c包括建筑物８，光纤传导系统1通过开关4为建筑物８直接提供光源照明，光伏发电系统2和风力发电系统3通过控制器5为蓄电池组6充电，蓄电池组6通过光度调节器7为建筑物８提供照明电源，开关4、光度调节器7与控制器5电信号连接。

其中光纤传导系统1包括聚光器9、传输装置10和led-光纤混合放射装置11，聚光器9聚集太阳光的温度和光度，通过传输装置10传递给安装在建筑物８内部的led-光纤混合放射装置11。

其中聚光器9包括滤光罩12、菲涅尔透镜13、基座14和遮光罩，基座14顶部设有若干个相对孔径0.4菲涅尔透镜13，用于聚集阳光，菲涅尔透镜13外部设有透明的滤光罩12，滤光罩12外部设有能打开和闭合的滤光罩12，滤光罩12的打开和闭合通过开关4控制。

其中传输装置10包括圆柱形光纤和锥形光纤；所述圆柱形光纤包括核心、外壳、保护层三个部分，核心为石英芯16，外壳为硬聚合物包衣15，保护层为四氟乙烯缓冲物17；锥形光纤，由全塑光纤或玻璃光纤或石英光纤或复合材料光纤制成，其光纤的包层和纤芯的直径沿光纤轴向均逐渐变细，目的是增加追光的精度，提高跟踪装置的准确率。上述菲涅尔透镜13与传输装置10中的光纤形成一一对应，光纤的入口处在其对应的菲涅尔透镜13的焦点处，光纤的出口连接led-光纤混合放射装置11。

其中led-光纤混合放射装置11包括led灯19和球形照明灯罩18；球形照明灯罩18为具有平面镜或多棱镜结构的灯罩，根据合理角度安装增大光照强度；所述球形照明灯罩为具有平面镜或多棱镜结构的灯罩，根据合理角度安装增大光照强度；所述球形照明灯罩上设有滤光片，滤去太阳光的紫外线、红外线等。

其中控制器5包括跟踪装置模块、信息收集模块及传输模块，跟踪装置模块中的跟踪装置安装在基座14上，信息收集模块收集踪装置模块传递的信息和光度调节器7的信号，将控制结果通过传输模块传递给开关4和跟踪装置。

其中跟踪装置，包括多个不同位置的光纤温度传感器、两组光敏电阻的桥式比较电路；所述两组光敏电阻的桥式比较电路，一组光敏电阻检测太阳的高度角，一组光敏电阻检测太阳的方位角。所述光纤温度传感器，用于检测多个不同位置的太阳辐射温度。

其中的光度调节器7包括多个光度传感器，根据光度传感器感应室内光度大小调整聚光器角度，控制室内led灯19的开启和关闭。

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。