光纤传导太阳光照明系统

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1、SOLARENERGY技术与产品太阳能光纤传导太阳光照明系统江苏法尔胜泓昇集团有限公司■朱维军严伟赵霞刘礼华徐红摘要：光纤传导太阳光照明系统主要由集光器、传导装置和放射装置三部分构成。在阳光充足的时候，阳光经集光器收集，利用光纤对光的柔性传输等独特的物理特性，将自然光引导到目标区域，由终端的放射装置发出均匀柔和的散射光，实现阳光的直接利用；这种技术既能实现太阳光的直接利用，同时也利用了光纤的传光特性实现光与电的分离，既节约能源、减少污染又可排除一些安全隐患，具有巨大的市场潜力。关键词：光纤传导；太阳能；照明；导光光纤一引言光纤照明是近年兴起的高科技照明技术，通建筑物如何充分利用太阳光

2、节约照明用电，过光纤导体的传输，可以将光源传导到任意区域是国际建筑和照明界的一个重要课题。光纤传导里，而这也是光纤最特殊的地方。光纤照明技术近太阳光照明的方法和设想最初由建筑界提出。虽年来飞速发展，已被越来越多的人们所关注，其应然人们对太阳能的利用越来越广泛，但是目前对用实例不胜枚举，广泛地应用于工业、医药等不同太阳能的利用主要集中在将太阳能转化为电能和场合，国内外也有了各种类型的配套产品，有着不热能上，而光纤照明正是将太阳光直接加以利用可估量的市场前景。的技术。自20世纪30年代就被人们所认识和接受的光纤照明技术由于材料成本以及光衰减率太高二光纤传导太阳光照明系统简介等原因一直无法

3、实现大批量的产业化和商品化，光纤传导太阳光照明系统是由集光器、传导但是在20世纪60年代美国的杜邦公司初次采用装置和放射装置三部分构成，如图1所示。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为芯材制备出塑料光y纤在20世纪70年代末日本三菱丽阳公司以高纯集光器xz放射装置MMA单体聚合PMMA使光纤损耗下降到200dB/传导装置km[1]。虽然这仍未实现光纤照明的大批量产业化和商品化，但却将光纤装饰照明真正推向了实用图1系统构成示意图阶段。目前太阳能光纤照明已形成多种产品并陆续投放市场。室外的自然光通过集光器导入到照明系统中目前人们能够实现的直接利用太阳光的技术进行重新分配，经过传导装置(光纤)传

4、输和强化后大致有：导光纤维法、平面反射法、导光管法等[1]。由系统底部的放射装置(室内末端投射装置)把自然本文着重介绍导光纤维法实现技术，即由太阳光光均匀高效地照射到室内，带来自然光照明的特集光器收集并通过导光光纤传导的光纤照明法。殊效果。39SOLARENERGY9/2012SOLARENERGY太阳能技术与产品1集光器聚光组件：整个集光器最核心的部分，也是系统最主要的部分就是收集太阳光的装置——最精密的部分，存在许多技术难点。图2所示为12集光器。图2所示的集光器是由日本莱福瑞公司镜集光器，有12片聚焦镜，每片聚焦镜后都有一生产的12镜太阳光集光器，外观形似向日葵，故根导光光纤进

5、行光的收集。聚光组件的功能是对也俗称向日葵系统。能够实现对太阳光的追踪采阳光进行聚焦，将聚焦阳光耦合进光纤进行传输，集，紫外线及有害射线的过滤，阳光的聚焦耦合同时实现紫外线的二级过滤，见图3。等功能。太阳直射光聚光组件(采集、压缩、提升、分离阳光，紫外线二级拦截)亚加力球罩(紫外线一级过滤)凸透镜光纤58¡传感器(太阳定位)光缆出射端连接照射器具机械装置光缆(传输阳光，三级(跟踪太阳)太阳直射光可见光紫外线红外线阻挡紫外线)筒座图3光纤端面定位阳光采集示意图微机全自动太阳与输出安全太阳光地球公转程序控制通过控制耦合端面与透镜焦点的位置，实现电源线及电源插头对紫外线的过滤，同时还要考虑

6、怎样能够把最多图2集光器结构示意图的阳光耦合进光纤中进行传导，保证传输损耗较亚加力球罩：能够对内部聚光组件进行良好低，这是一个很大的技术难点。聚光镜有用反射的保护，同时特殊的球型构造能够实现自清洁功镜、凸透镜、菲涅耳透镜聚光等方式。其中菲涅耳能，不落积雪不聚雨水；高透光性能够更大限度地透镜具有较好的光学特性，焦斑较小，对太阳跟踪实现对阳光的采集；同时特殊的材质也能对阳光精度要求精度低，加工方便、质轻、大尺寸、成本中的紫外线进行一级过滤。低的特点。系统中通常采用菲涅耳透镜，光通过率筒座：对整个集光系统进行水平固定，使系达90%以上，光线会聚率为75%～85%，厚度误统在一个稳定的环境下

7、工作。筒座内部放置有全差在±0.05mm，平面度误差在直径为50mm的范球定位系统和微机控制程序，在系统工作前，输入围内，误差小于0.1mm[2]。安装位置的经纬度，就能实时自动跟踪太阳的方电源线及插头：系统采用220V照明用电对微位，控制电机仰俯角度和水平位移，进行阳光的初机和控制系统进行供电，功率≤2W，耗电量非常步定位。小。另外，也可以改为太阳电池板进行供电，这样传感器：聚焦镜中部安装有光感元件，在配成本会稍微上升，但同时也更方便、更节能。合全球定位