專利名稱：無跟蹤太陽能聚光系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及太陽能應用領域。尤其是，本發(fā)明涉及能夠接收和聚集太陽光并遠程傳輸太陽光以用于照明、加熱的系統(tǒng)。
背景技術：
太陽能已在照明、光熱和光伏方面有了廣泛的應用。目前的自然光照明系統(tǒng)只能近距離傳輸太陽光，僅適用于單層建筑和多層建筑的頂層，并且需要在建筑上開鑿或預留較大的孔洞，破壞建筑的整體結構與外形美觀。
因此，需要一種新型的太陽能聚光系統(tǒng)，它不僅能遠程傳輸所接收和聚集的太陽光，還能不破壞建筑的整體結構。另外，這種新型的太陽能聚光系統(tǒng)不需要控制系統(tǒng)來跟蹤太陽。發(fā)明內容
為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種無跟蹤太陽能聚光系統(tǒng)，它能夠遠程傳輸所接收和聚集的太陽光以供與光纖相連的不同設備使用，并作為建筑的一部分，與建筑完美結合起來。
在一個實施例中，本發(fā)明的無跟蹤太陽能聚光系統(tǒng)包括用于收集太陽光的太陽能聚光器；和將收集到的太陽光輸送給連接有設備的光纖；所述聚光器包括聚光器外殼和設置在聚光器外殼內部并與聚光器外殼相對設置的導光芯軸，在所述聚光器外殼的內壁與導光芯軸的外壁之間形成環(huán)形的導光通道。
優(yōu)選地，聚光器外殼的內壁和導光芯軸的外壁上涂有高反射率涂層或采用高反射層材料。
優(yōu)選地，聚光器外殼包括口徑較大的光入口端和口徑較小的光出口端，光出口端連接所述光纖。
優(yōu)選地，在聚光器外殼的光入口端安裝采光面罩。
優(yōu)選地，在采光面罩側圍設置有用于增加光線進入導光通道的折射角度的螺紋狀紋路，和/或在采光面罩的表面涂覆隔離紫外線的涂層。
優(yōu)選地，所述聚光器是單個聚光器或由單個聚光器構成的陣列。
優(yōu)選地，所述設備包括太陽光燈，所述太陽光燈包括與光纖連接的光導管，與光導管連接的多面棱鏡體和玻璃燈罩。
優(yōu)選地，所述聚光器外殼的內壁和導光芯軸的外壁是平行的。
本發(fā)明還提供了一種太陽能聚光器，包括聚光器外殼和設置在聚光器外殼內部并與聚光器外殼相對設置的導光芯軸，在所述聚光器外殼的內壁與導光芯軸的外壁之間形成環(huán)形的導光通道；其中所述聚光器外殼的內壁和導光芯軸的外壁上涂有高反射率涂層或采用高反射層材料。
本發(fā)明的太陽能聚光系統(tǒng)能與LED燈組成一體，在沒有太陽光時LED燈用作備用光源。
本發(fā)明可用作白天民宅、寫字樓、醫(yī)院、賓館酒店和博物館等多層建筑室內和走廊的照明；還可以作為廠房、商場超市、火車站、機場、體院館等的照明；甚至用作各種地下場所的照明；另外可用作農作物、菌類及家禽養(yǎng)殖的日照光源，糧庫中堆積糧食的烘干等。
本發(fā)明由于在聚光器外殼和導光芯軸之間形成了環(huán)形的導光通道，無論太陽在何位置，都不影響太陽光進入導光通道，因此不需要控制系統(tǒng)引導聚光器追蹤太陽光線射來的方向，故謂之“無跟蹤”，消除了采用控制系統(tǒng)所花費的成本。


通過結合附圖閱讀下面的具體實施方式
，可以更好地理解本發(fā)明。
圖1為本發(fā)明的無跟蹤太陽能聚光系統(tǒng)的整體結構示意圖2為圖1中一個聚光器的結構放大示意圖3為圖1中太陽光燈的結構示意圖4為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的聚光器的工作原理示意圖；具體實施方式
下面將結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
加以詳細的說明。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的無跟蹤太陽能聚光系統(tǒng)的結構示意圖。如圖所示，該無跟蹤太陽能聚光系統(tǒng)有兩個部分構成，中間以虛線將兩個部分斷開。第一部分包括聚光器100或由多個聚光器100構成的聚光器陣列10和將聚光器100或聚光器陣列10聚集的太陽光傳輸出去以供使用的光纖20。第二部分包括接收由第一部分傳輸來的太陽光的光纖20’和與光纖20’連接的太陽光燈30和加熱器40。應當指出，作為示例，圖1僅示出了與光纖20連接的一個太陽光燈30和一個加熱器40，但在實際應用中，可以有多個太陽光燈和加熱器與光纖相連，并且也可以有其它設備與光纖相連以用于照明和/或加熱。
在圖1中，聚光器陣列10可以根據(jù)需要由不同數(shù)量的聚光器100形成陣列?？商鎿Q地，本發(fā)明的太陽能聚光系統(tǒng)也可以采用單個聚光器100。聚光器陣列10包括聚光器100 和底板12。聚光器100通過粘接、螺紋固定等方式固定至底板12。聚光器陣列10可以固定在建筑物的樓頂或者側壁，以接收和聚集太陽光。
圖2示出了適用于本發(fā)明的無跟蹤太陽能聚光系統(tǒng)的聚光器100。聚光器100包括聚光器外殼160和設置在聚光器外殼160的內部并與聚光器外殼160相對設置的導光芯軸140，在聚光器外殼160與導光芯軸140之間形成導光通道130。聚光器外殼160的內壁和導光芯軸140的外壁上都涂有光反射涂層。優(yōu)選地，聚光器外殼160的內壁和導光芯軸 140的外壁上都鍍有高反射率涂層或采用高反光層的材料。優(yōu)選地，聚光器外殼160的內壁曲面和導光芯軸140的外壁曲面大體平行，因此所形成的導光通道130在大體平行的兩個面之間進行光的多次反射。聚光器外殼160包括口徑較大的光入口端和口徑相對較小的光出口端。由聚光器外殼160與導光芯軸140之間的導光通道130的入口端進入的太陽光將在導光通道130中進行多次反射之后將從導光通道130的出口端聚集射出(見圖4)。在導光通道的出口端安裝光纖20，即可將經由聚光器100聚集的太陽光傳輸至需要的地方，例如遠程傳輸至太陽光燈和/或加熱器以供照明和/或加熱。
在采用多個聚光器100形成陣列的情況下，可以將與每個聚光器100相連的光纖 20進一步匯集之后再一同將太陽光傳輸至需要的地方，如圖1所示。
優(yōu)選地，可以在聚光器外殼160的光入口端安裝采光面罩120，用于防止異物、灰塵等進入導光通道130。除此之外，還可以在采光面罩120側圍設置螺紋狀紋路以增加太陽光線進入導光通道的折射角度，和/或在采光面罩120的表面涂覆隔離紫外線的涂層。
圖3示出了適用于本發(fā)明的一種太陽光燈的結構。該太陽光燈30包括光導管32， 多面棱鏡體34和玻璃燈罩36。光導管32與光纖20’連接，用于將光線導向多面棱鏡體34 ； 多面棱鏡體；34可以對強太陽光點光源進行一級漫反射，獲得較好的光影效果；此外，玻璃燈罩36可以是磨面玻璃，對太陽光進行二級漫反射，從而使整個太陽光燈30釋放出更加柔和、均勻的光線。
圖4示出了聚光器100的工作原理圖。如圖所示，由聚光器外殼160與導光芯軸 140之間的導光通道130的入口端進入的太陽光將在導光通道130中進行多次反射(見圖中所標識的箭頭)之后將從導光通道130的出口端聚集射出。應當理解，為清楚起見，圖4 僅示出了若干入射光經導光通道130中的多次反射到達出口端，來說明聚光器100的導光通道130的工作原理。優(yōu)選地，聚光器外殼160的內壁曲面和導光芯軸140的外壁曲面大體平行，因此所形成的導光通道130在大體平行的兩個面之間進行光的多次反射。在某些情況，這可以減少反射光的衰減。
本發(fā)明由于在聚光器外殼和導光芯軸之間形成了環(huán)形的導光通道，無論太陽在何位置，都不影響太陽光進入導光通道，因此不需要控制系統(tǒng)引導聚光器追蹤太陽光線射來的方向，故謂之“無跟蹤”，從而消除了采用控制系統(tǒng)所花費的成本。
在使用時，將聚光器或聚光器陣列固定在室外向陽處，將經過聚集的太陽光通過光纖網絡遠程傳輸?shù)绞覂龋捎糜诓煌O備的照明或加熱。
本發(fā)明的太陽能聚光系統(tǒng)能與LED燈組成一體，在沒有太陽光時LED燈用作備用光源。
本發(fā)明可用作白天民宅、寫字樓、醫(yī)院、賓館酒店和博物館等多層建筑室內和走廊的照明；作為廠房、商場超市、火車站、機場、體院館等的照明；甚至用作各種地下場所的照明；另外還可用作農作物、菌類及家禽養(yǎng)殖的日照光源，糧庫中堆積糧食的烘干等。
本發(fā)明不涉及機械傳動及電器控制系統(tǒng)，不會產生任何紅外熱源，不但適用于民用，也可適于軍用照明，且不會產生電火花等明火，不但安全、隱蔽，還有效地節(jié)約了電能。
此外，太陽能作為取之不盡的綠色環(huán)保能源，不僅有益于人們的身體健康，節(jié)約大量電能，還可以減少因發(fā)電而對環(huán)境造成的污染。
本發(fā)明不局限于上述具體實施方式
，本領域的技術人員可以根據(jù)本發(fā)明的教導對本發(fā)明的無跟蹤太陽能聚光系統(tǒng)作出各種修改和變化。所有這些修改和變化均應落在本發(fā)明的保護范圍之內，并且本發(fā)明的保護范圍應根據(jù)權利要求的內容加以確定。
權利要求
1.一種無跟蹤太陽能聚光系統(tǒng)，包括用于收集太陽光的太陽能聚光器；和將收集到的太陽光輸送給連接有設備的光纖；所述聚光器包括聚光器外殼和設置在聚光器外殼內部并與聚光器外殼相對設置的導光芯軸，在所述聚光器外殼的內壁與導光芯軸的外壁之間形成環(huán)形的導光通道。
2.根據(jù)權利要求1所述的無跟蹤太陽能聚光系統(tǒng)，其中所述聚光器外殼的內壁和導光芯軸的外壁上涂有高反射率涂層或采用高反射層材料。
3.根據(jù)權利要求2所述的無跟蹤太陽能聚光系統(tǒng)，其中所述聚光器外殼包括口徑較大的光入口端和口徑較小的光出口端，光出口端連接所述光纖。
4.根據(jù)權利要求3所述的無跟蹤太陽能聚光系統(tǒng)，其中在所述聚光器外殼的光入口端安裝采光面罩。
5.根據(jù)權利要求4所述的無跟蹤太陽能聚光系統(tǒng)，其中在所述采光面罩側圍設置有用于增加光線進入導光通道的折射角度的螺紋狀紋路，和/或在采光面罩的表面涂覆隔離紫外線的涂層。
6.根據(jù)權利要求1所述的無跟蹤太陽能聚光系統(tǒng)，其中所述聚光器是單個聚光器或由多個聚光器構成的陣列。
7.根據(jù)權利要求1所述的無跟蹤太陽能聚光系統(tǒng)，其中所述設備包括太陽光燈，所述太陽光燈包括與光纖連接的光導管，與光導管連接的多面棱鏡體和玻璃燈罩。
8.根據(jù)權利要求1-7所述的無跟蹤太陽能聚光系統(tǒng)，其中所述聚光器外殼的內壁和導光芯軸的外壁是平行的。
9.一種太陽能聚光器，包括聚光器外殼和設置在聚光器外殼內部并與聚光器外殼相對設置的導光芯軸，在所述聚光器外殼的內壁與導光芯軸的外壁之間形成環(huán)形的導光通道； 其中所述聚光器外殼的內壁和導光芯軸的外壁上涂有高反射率涂層或采用高反射層材料。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種無跟蹤太陽能聚光系統(tǒng)。所述無跟蹤太陽能聚光系統(tǒng)包括用于收集太陽光的太陽能聚光器和將收集到的太陽光輸送給不同設備的光纖。所述聚光器包括聚光器外殼和設置在其內部并與其相對設置的導光芯軸，在聚光器外殼與導光芯軸之間形成導光通道。所述聚光器外殼的內壁和導光芯軸的外壁上涂有高反射率涂層或采用高反射層材料。本發(fā)明還披露了一種用于所述無跟蹤太陽能聚光系統(tǒng)的太陽能聚光器。
文檔編號F24J2/00GK102519007SQ20121000898
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權日2012年1月12日
發(fā)明者孟忠陽 申請人:孟忠陽