專利名稱：多功能全光譜太陽光利用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于照明技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及將太陽光進(jìn)行分離后用于不同用途的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于石油、煤炭等目前大量使用的傳統(tǒng)化石能源日益枯竭，且隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源的消耗呈快速增長趨勢，能源危機(jī)問題日益凸顯。在現(xiàn)代社會(huì)，照明的能源消耗占整個(gè)電能消耗的比例很高，減少照明能源消耗是實(shí)施節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。太陽能作為一種清潔、無污染的可再生能源，日趨受到世界各國的重視。將太陽能轉(zhuǎn)換為電能將大大減少傳統(tǒng)能源消耗，針對占能源消耗較大比例的照明系統(tǒng)而言，目前的太陽能發(fā)電系統(tǒng)需要經(jīng)過多次轉(zhuǎn)換過程(先將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，電能經(jīng)遠(yuǎn)距離電網(wǎng)傳輸后進(jìn)入家庭或辦公場所再轉(zhuǎn)換為光能)才能最終實(shí)現(xiàn)照明，受轉(zhuǎn)換過程中存在的大量能源浪費(fèi)以及太陽能電池低光電轉(zhuǎn)換效率的影響，太陽能的有效利用率極低。將太陽光導(dǎo)引至室內(nèi)進(jìn)行直接照明是一種新型的太陽能利用以及照明解決方案， 此方案省掉了中間光-電-光的轉(zhuǎn)換以及傳輸過程，設(shè)備簡單、成本極低、太陽能利用率很高。但目前的技術(shù)裝置大多只利用了太陽光譜中的可見光成分，而太陽光譜的紅外與紫外成份也具有各自的優(yōu)點(diǎn)，因此太陽光譜并未有效利用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有的太陽光照明只利用了太陽光譜中的可見光成分的不足，提供了一種多功能全光譜太陽光利用裝置，該裝置可以同時(shí)利用太陽光光譜中的可見光、紅外光和紫外光光譜成分，解決了現(xiàn)有技術(shù)中對太陽光利用不充分以及傳統(tǒng)照明系統(tǒng)能源浪費(fèi)的問題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種多功能全光譜太陽光利用裝置，包括將太陽光進(jìn)行會(huì)聚的拋物面反射聚光鏡、冷鏡、太陽能電池、用于傳輸可見光及紫外光的傳輸光纜以及用于連接固定前述部件的固定支架，用于支撐并控制拋物面反射聚光鏡面向太陽方位的水平轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置、柱形支架、俯仰控制模塊和機(jī)械固定及轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置。所述拋物面反射聚光鏡的聚焦類型為線聚焦用于將太陽光會(huì)聚到一矩形窄帶上，所述冷鏡位于拋物面反射聚光鏡的反射面和焦線之間并由固定支架固定，太陽能電池位于拋物面反射聚光鏡的紅外光焦線上并由固定支架固定，所述傳輸光纜的入射光端面位于冷鏡的反射光會(huì)聚焦線上(即紫外光焦線上)并固定于拋物面反射聚光鏡的中間開槽處(即中心對稱線處)，前述拋物面反射聚光鏡、冷鏡、太陽能電池和傳輸光纜通過固定支架固定連接成整體后通過柱形固定支架與機(jī)械固定及轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置連接。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型提供的多功能全光譜太陽光利用裝置，可以最大限度地利用太陽光光譜中的不同成分，將太陽光譜中的可見光用于照明、紅外光用于產(chǎn)生熱能或太陽能發(fā)電，或者用于紅外理療，以及將紫外光用于殺菌消毒等功能，有效擴(kuò)展了太陽能的應(yīng)用范圍，提高了太陽能利用裝置的整體性價(jià)比。本裝置以一種簡單，實(shí)用， 性價(jià)比高的方式實(shí)現(xiàn)了對太陽光的科學(xué)利用，適合做大面積的推廣使用，可實(shí)現(xiàn)在普通家庭、公共場所、地下商場等場所廣泛應(yīng)用的集自然光照明、太陽能供熱或供電和紫外光消毒等多功能于一體的太陽能綜合利用系統(tǒng)。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例側(cè)視圖圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中光纜8的排列結(jié)構(gòu)示意圖。。附圖標(biāo)記說明太陽能電池1、冷鏡2、固定支架3、固定支架4、固定支架5、固定支架6、固定支架7、傳輸光纜8、紫外光傳輸光纜81、可見光傳輸光纜82和83、拋物面反射聚光鏡9、固定支架10、水平轉(zhuǎn)動(dòng)控制模塊11、柱形固定支架12、機(jī)械固定及轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置13、 俯仰控制模塊14。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。如圖1、圖2所示，一種多功能全光譜太陽光利用裝置，包括將太陽光進(jìn)行會(huì)聚的拋物面反射聚光鏡9、冷鏡2、太陽能電池1、用于傳輸可見光及紫外光的傳輸光纜8以及用于連接固定前述部件的固定支架3、7、4、5、6和10，用于支撐并控制拋物面反射聚光鏡9面向太陽方位的水平轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置11、柱形支架12、俯仰控制模塊14和機(jī)械固定及轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置13。所述拋物面反射聚光鏡9的聚焦類型為線聚焦用于將太陽光會(huì)聚到一矩形窄帶上，所述冷鏡2位于拋物面反射聚光鏡9的反射面和焦線之間并由固定支架3、7、4、5、6和 10固定，太陽能電池1位于拋物面反射聚光鏡9的紅外光焦線上并由固定支架4、5、6和10 固定，所述傳輸光纜8的入射光端面位于冷鏡2的反射光會(huì)聚焦線上(即紫外光焦線上)并固定于拋物面反射聚光鏡9的中間開槽處(即中心對稱線處)，前述拋物面反射聚光鏡9、 冷鏡2、太陽能電池1和傳輸光纜8通過固定支架3、7、4、5、6和10固定連接成整體后通過柱形固定支架12與機(jī)械固定及轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置13連接。上述裝置中的冷鏡2，與熱鏡相對，又名紅外穿透片(IR pass filter, IR filter)，冷鏡可以將紅外光透射，將紫外光和可見光反射。上述裝置還包括水平轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置11，所述水平轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置11安裝在柱形固定支架12上用以調(diào)整拋物面反射聚光鏡9的水平角度。上述裝置還包括俯仰控制模塊14，所述俯仰控制模塊14連接在柱形固定支架12 和拋物面反射聚光鏡9之間用以調(diào)整拋物面反射聚光鏡9的俯仰角度。上述裝置還包括光電傳感器(圖中未示出)，所述光電傳感器1需要安裝在裝置的頂部，本實(shí)施例中安裝在在太陽能電池1上用于探測太陽光的入射角度變化，將太陽光角度變化的信號傳遞到機(jī)械固定及轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置13，機(jī)械固定及轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置13會(huì)根據(jù)太陽光角度隨時(shí)間的變化而不斷調(diào)整水平轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置11和俯仰控制模塊14從而調(diào)整拋物面反射聚光鏡9的位置，使其反射面始終與太陽光入射方向保持垂直，從而大大提高該裝置的運(yùn)行效率以及太陽光的利用效率。由于本實(shí)施例中的機(jī)械固定及轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置13、水平轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置11和俯仰控制模塊14可以采用本領(lǐng)域的公知機(jī)械結(jié)構(gòu)，因此不再詳細(xì)介紹。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)施例的工作原理進(jìn)行說明當(dāng)太陽光入射到拋物面反射聚光鏡9上時(shí)，會(huì)被拋物面反射聚光鏡9反射并產(chǎn)生光束的會(huì)聚，會(huì)聚光束的投影形狀為矩形窄帶，當(dāng)會(huì)聚光束到達(dá)冷鏡2表面時(shí)，由于冷鏡的特性，會(huì)聚光束中的紅外光部分因透射而繼續(xù)向前傳播，并會(huì)聚到太陽能電池1上，產(chǎn)生的電能供本裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)控制單元使用或供建筑物使用；而到達(dá)冷鏡2表面上的可見光和紫外光部分則被冷鏡2反射，因拋物面反射聚光鏡9對不同波長光的會(huì)聚焦點(diǎn)不同，可見光和紫外光被冷鏡2反射后，其會(huì)聚光的投影形狀也為矩形窄帶，窄帶中間為紫外光會(huì)聚區(qū)，窄帶兩邊為可見光會(huì)聚區(qū)，如圖3所示，通過安放在紫外光會(huì)聚區(qū)的光纜81和可見光會(huì)聚區(qū)的光纜82、83，可分別將紫外光和可見光傳輸至室內(nèi)，其中可見光用于室內(nèi)自然光照明，紫外光則被傳輸?shù)绞覂?nèi)衛(wèi)生場所實(shí)現(xiàn)殺菌消毒等功能。在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，太陽能電池1還可置換為熱量收集裝置，用于太陽能供熱。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本實(shí)用新型的原理，應(yīng)被理解為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本實(shí)用新型公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種多功能全光譜太陽光利用裝置，包括將太陽光進(jìn)行會(huì)聚的拋物面反射聚光鏡 (9)、冷鏡O)、太陽能電池(1)、用于傳輸可見光及紫外光的傳輸光纜(8)以及用于連接固定前述部件的固定支架，用于支撐并控制拋物面反射聚光鏡(9)面向太陽方位的水平轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置(11)、柱形支架(12)、俯仰控制模塊(14)和機(jī)械固定及轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置(1 ；所述拋物面反射聚光鏡(9)的聚焦類型為線聚焦用于將太陽光會(huì)聚到一矩形窄帶上，所述冷鏡 (2)位于拋物面反射聚光鏡(9)的反射面和焦線之間并由固定支架固定，太陽能電池(1)位于拋物面反射聚光鏡(9)的紅外光焦線上并由固定支架固定，所述傳輸光纜(8)的入射光端面位于冷鏡O)的反射光會(huì)聚焦線上并固定于拋物面反射聚光鏡(9)的中間開槽處，前述拋物面反射聚光鏡(9)、冷鏡O)、太陽能電池(1)和傳輸光纜(8)通過固定支架固定連接成整體后通過柱形固定支架(1 與機(jī)械固定及轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置(1 連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能全光譜太陽光利用裝置，其特征在于，還包括水平轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置(11)，所述水平轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置(11)安裝在柱形固定支架(1 上用以調(diào)整拋物面反射聚光鏡(9)的水平角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能全光譜太陽光利用裝置，其特征在于，還包括俯仰控制模塊(14)，所述俯仰控制模塊(14)連接在柱形固定支架(1 和拋物面反射聚光鏡 (9)之間用以調(diào)整拋物面反射聚光鏡(9)的俯仰角度。
專利摘要本實(shí)用新型涉及多功能全光譜太陽光利用裝置，包括將太陽光進(jìn)行會(huì)聚的拋物面反射聚光鏡、冷鏡、太陽能電池、用于傳輸可見光及紫外光的傳輸光纜以及用于連接固定前述部件的固定支架，用于支撐并控制拋物面反射聚光鏡面向太陽方位的水平轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置、柱形支架、俯仰控制模塊和機(jī)械固定及轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置。本實(shí)用新型的有益效果可以同時(shí)利用太陽光光譜中的可見光、紅外光和紫外光光譜成分。
文檔編號F21V13/00GK202203848SQ20112033237
公開日2012年4月25日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者袁國慧 申請人:電子科技大學(xué)