专利名称：光纤传导太阳能的室内应用系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能利用系统，尤其涉及一种光纤传导太阳能的室内应用系统。
背景技术：
能源是人类社会赖以生存和发展的重要物资，但是目前人类面临着严峻的能源形势。自从能源危机被提出以来，人们逐渐的认识到了，以石油、煤炭等传统能源的蕴藏量不是无限的，容易开采和利用的储量已经不多，剩余储量的开发难度越来越大，到一定限度就会失去开采的价值。因此，我们就必须寻找新的能源结构，尽早地探索、研究开发利用新能源资源，否则就会是人类自身的生存受到威胁。当前，我国也提出了相应的能源战略，以节能减排为目标的能源战略在人们的日常生活中逐渐发挥重要的作用。本研究小组通过分析发现太阳以其无比巨大的能量辐射为人类提供了取之不尽用之不竭的能量源泉，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，也是建设和谐社会、促进生态系统良性循环和实现节能减排的重要的途径。本实用新型主要是有计划地、合理地开展太阳能利用，并通过本实用新型提高太阳能的利用率，使太阳能逐渐代替人们在日常生活中的常规能源。这样就可以达到节能减排的目标。但是目前的太阳能利用技术基本均为在室外利用太阳能加热工质，并用管道将工质传入室内，并且不可调整接收端的方位。这样就不可避免的有损失而不能达到最大利用效率。
实用新型内容针对上述现有技术，本实用新型提供一种光纤传导太阳能的室内应用系统。本实用新型可以提高家用太阳能系统的效率，其基本思路是将自然光聚焦后的光能引入到室内的供热、照明及灶具使用。是利用光学原理使低品位的阳光通过聚焦达到800到1000摄氏度的高能光束后，再利用导耐高温的光纤将高能光束导向室内的供热、照明和炊具直接利用。为了解决上述技术问题，本实用新型一种光纤传导太阳能的室内应用系统予以实现的技术方案是包括设置在室外的聚光装置和设置在室内的光能利用装置，所述聚光装置与所述光能利用装置之间设有光传输装置；所述聚光装置包括聚光罩和用于实现聚光罩在水平及竖直两个方向的旋转的自动跟踪装置；所述光能利用装置至少包括太阳能灶具、 太阳能供暖系统和光纤照明灯；所述的光能利用装置上均设有光纤插口 ；所述光传输装置包括光纤、光转换器和光开关，其中，所述光纤为IOcm的石英光纤；所述光转换器位于所述聚光罩的中心位置，所述光开关位于室内，所述光纤连接于所述光转换器和所述光开关之间；所述光开关将来自于光转换器的高能光束分成若干个条输出光路，每条输出光路通过光纤连接至所述光能利用装置中的各光纤插口上；所述太阳能灶具包括灶具外壳，设置在所述灶具外壳上的光纤插口，由顺次连接的第一透镜、反光镜、第二透镜和反光罩形成的一
3聚焦光路，该聚焦光路将光束聚焦到灶具的底部；所述太阳能灶具还包括有用来调节所述第二透镜与灶具底部之间距离的调节结构，所述调节结构由调节旋钮、第二透镜固定板和升降传动机构构成；所述太阳能供暖系统包括蓄热装置和散热器，所述蓄热装置的蓄热工质为水，所述蓄热装置与所述散热器之间连接有循环管路；所述蓄热装置上设有一光纤插口，所述光开关的一条输出光路连接至该光纤插口上；所述循环管路上设有多条并列的旁路，所述循环管路与每条旁路之间设有阀门，每条旁路与散热器所在的路段为并联关系。本实用新型所述的光纤传导太阳能的室内应用系统，其中，所述自动跟踪装置包括一单片机、均布在聚光罩上的四个光敏电阻、竖直旋转传动机构和水平旋转传动机构。所述四个光敏电阻以聚光罩中心对称地布置在所述聚光罩的上、下、左、右，用于采集聚光罩上下及左右两个方向的光强差值；所述竖直旋转传动机构和水平旋转传动机构均分别设有一步进电机，所述单片机根据所述光敏电阻传递的数据向所述的步进电机发出指令。本实用新型所述的光纤传导太阳能的室内应用系统，其中，所述升降传动机构包括传动齿轮、传动轴和凸轮，所述凸轮的转动带动所述第二透镜固定板上下移动。本实用新型所述的光纤传导太阳能的室内应用系统，其中，所述聚光罩的表面积为2至4平方米。与现有技术相比，本实用新型光纤传导太阳能的室内应用系统的有益效果是本实用新型扩展了现有技术中太阳能系统的功能和效率，将自然光聚焦后的光能引入到室内的灶具使用，利用光学原理使低品位的阳光通过聚焦达到800到1000摄氏度的高能光束后，再利用导耐高温的光纤将高能光束导向室内的灶具直接利用。本实用新型使用光纤传导高能光束，因此通过改变光纤的长度就能够满足高层建筑中不同高度楼层住户的使用，易于普及推广，具有广泛的应用前景。本实用新型可有效提高对太阳能的利用率，具有显著的经济效益和社会效益，适合在民用住宅中推广使用。如以住房面积按80平方米，每日需热水4. 5L计算，以天津地区为例全年可利用太阳能辐射天数为199天，取200天计算，一般三人居家使用天然气和电能的一年费用是
权利要求1.一种光纤传导太阳能的室内应用系统，包括设置在室外的聚光装置和设置在室内的光能利用装置，所述聚光装置与所述光能利用装置之间设有光传输装置；所述聚光装置包括聚光罩04)和用于实现聚光罩G4)在水平及竖直两个方向的旋转的自动跟踪装置 (45)；其特征在于所述光能利用装置至少包括太阳能灶具(36)、太阳能供暖系统和光纤照明灯(35)，所述的光能利用装置上均设有光纤插口；所述光传输装置包括光纤(41)、光转换器0 和光开关(37)，其中，所述光纤为 IOcm的石英光纤；所述光转换器0 位于所述聚光罩G4)的中心位置，所述光开关(37) 位于室内，所述光纤Gl)连接于所述光转换器G2)和所述光开关(37)之间；所述光开关(37)将来自于光转换器0 的高能光束分成若干个条输出光路，每条输出光路通过光纤连接至所述光能利用装置中的各光纤插口上；所述太阳能灶具(36)包括灶具外壳(8)，设置在所述灶具外壳(8)上的光纤插口(1)， 由顺次连接的第一透镜O)、反光镜(3)、第二透镜( 和反光罩(6)形成的一聚焦光路，该聚焦光路将光束聚焦到灶具的底部；所述太阳能灶具(36)还包括有用来调节所述第二透镜(5)与灶具底部之间距离的调节结构，所述调节结构由调节旋钮(12)、第二透镜固定板 (4)和升降传动机构构成；所述太阳能供暖系统包括蓄热装置(3 和散热器(38)，所述蓄热装置(3 的蓄热工质为水，所述蓄热装置上设有一光纤插口，所述光开关(37)的一条输出光路连接至该光纤插口上；所述蓄热装置(3 与所述散热器(38)之间连接有循环管路；所述循环管路上设有多条并列的旁路，所述循环管路与每条旁路之间设有阀门，每条旁路与散热器所在的路段为并联关系。
2.根据权利要求1所述的光纤传导太阳能的室内应用系统，其特征在于所述自动跟踪装置GO包括一单片机、均布在聚光罩G4)上的四个光敏电阻、竖直旋转传动机构和水平旋转传动机构。
3.根据权利要求2所述的光纤传导太阳能的室内应用系统，其特征在于所述四个光敏电阻以聚光罩G4)中心对称地布置在所述聚光罩04)的上、下、左、右，用于采集聚光罩G4)上下及左右两个方向的光强差值；所述竖直旋转传动机构和水平旋转传动机构均分别设有一步进电机，所述单片机根据所述光敏电阻传递的数据向所述的步进电机发出指令。
4.根据权利要求1所述的光纤传导太阳能的室内应用系统，其特征在于所述升降传动机构包括传动齿轮(11)、传动轴(10)和凸轮(9)，所述凸轮(9)的转动带动所述第二透镜固定板(4)上下移动。
5.根据权利要求1所述的光纤传导太阳能的室内应用系统，其特征在于所述聚光罩的表面积为2至4平方米。
专利摘要本实用新型公开了一种光纤传导太阳能的室内应用系统，包括设置在室外的聚光装置和设置在室内的光能利用装置，聚光装置与光能利用装置之间设有光传输装置；聚光装置包括聚光罩和用于实现聚光罩在水平及竖直两个方向的旋转的自动跟踪装置；光能利用装置至少包括太阳能灶具、太阳能供暖系统和光纤照明灯；光能利用装置上均设有光纤插口；光传输装置包括光纤、光转换器和光开关，光转换器位于聚光罩的中心位置，光纤连接于光转换器和光开关之间；太阳能灶具包括灶具外壳，设置在灶具外壳上的光纤插口，由顺次连接的第一透镜、反光镜、第二透镜和反光罩形成的一聚焦光路，该聚焦光路将光束聚焦到灶具的底部。本实用新型可有效提高对太阳能的利用率，适合在民用住宅推广。
文档编号F24J2/00GK202188653SQ20112017834
公开日2012年4月11日 申请日期2011年5月30日 优先权日2011年5月30日
发明者康喆, 杨俊红, 杨睿, 王晓磊, 蒋辉跃, 顾浩翔, 龚秀峰 申请人:天津大学