太阳能光纤采光系统介绍

2012年7月农机化研究第7期光纤集光照明系统在温室中的应用研究李天华1，李海亮2(遵义师范学院物理与机电工程系，贵州遵义563002；2．南京陆军指挥学院，南京210045)摘要：为温室提供一种能够收集太阳光线，对温室农作物进行人工补光的光源。

运用温室外的太阳光聚光器收集太阳光，并将其导人系统内部，再经过光导纤维束传输后，由安装于系统另一端的出光部分把太阳光线均匀地发散到温室内需要光线的地方。

该系统可以节约电能，为温室内的农作物补充足够的太阳能。

关键词：光导纤维；温室；太阳光；聚光器中图分类号：S625．5文献标识码：A文章编号：1003-188X(2012107—0204—030引言我国用温室生产蔬菜、水果、花卉等农作物的作业方式，正在推动农村经济的发展，是实现农业产业化和现代化的重要途径之一。

由于温室在建筑场所的方位、温室的高度与跨度等影响，容易影响温室的采光。

例如，温室覆盖材料会吸收、反射光线，以及覆盖材料上有结露、不清洁和老化等因素，会使其透光率达不到自然光照强度的50％，严重影响了农作物产量和质量…。

为获得更高的产量和产值，采用立体栽培模式可充分利用温室空间，但将导致矮层农作物光照不足‘21。

光是植物生长发育的基本因素，光合作用是农作物生长及合成有机物的关键环节。

温室内严重缺光，会使农作物不能正常生长。

利用科学的补光方法提高温室农作物的产量和质量，是解决温室生产光照不足问题的有效途径。

传统的补光措施一般是用电光源，需要消耗电能。

笔者设计低消耗电能的光纤集光照明系统，收集太阳光线对温室内的农作物进行人工补光。

1设计原理及机构1．1设计原理光导纤维是20世纪70年代应用于光缆通信系统的一项技术，80年代开始扩展到导光照明领域。

光导纤维由高折射率的透明芯体和低折射率的外包层组成，透明芯体作为传输介质，外包层防止光线逸出。

收稿日期：2011-08—28基金项目：遵义师范学院教研基金项目(09—22)作者简介：李天华(1970-)，男，贵州遵义人，副教授．(E-m ai l)l t hyy@ 163．c oi n o 光导纤维传光基于光的全反射原理，当光线进入光导纤维后经过不断的全反射传输到另一端。

太阳能光纤采光系统介绍太阳能光纤采光系统是一种利用太阳能光能传输光线的高效照明系统。

该系统通过太阳能电池板将太阳能转换为电能，然后将电能转化为光能，通过光纤传输到需要采光的室内空间，通过天花板或墙壁的光输出单元将光线均匀地照射到室内，实现室内采光。

太阳能光纤采光系统由太阳能电池板、光纤光束传输装置及光输出单元组成。

太阳能电池板是系统的核心部件，它能够将太阳能转换为电能。

光纤光束传输装置是将电能转换为光能，并通过光纤进行传输的装置。

光输出单元则是将光线通过天花板或墙壁进行分散均匀的装置。

太阳能光纤采光系统具有多项优点。

首先，它能够实现室内自然采光，让室内空间更加明亮，减少了对传统人工照明的依赖。

其次，该系统具有较高的能源利用效率，太阳能转化效率较高，光纤光束传输的损耗较小。

再次，这种系统组件相对简单，安装和维护成本较低。

最后，太阳能光纤采光系统能够有效降低室内空间的热量积聚，提高室内空间的舒适度。

太阳能光纤采光系统适用于各种建筑类型，包括住宅、办公楼、学校、商场等。

它可以应用于无法直接获得自然采光的空间，解决传统照明方式无法满足的问题。

此外，在偏远地区或缺乏电网的地方，太阳能光纤采光系统也是一种理想的照明解决方案。

尽管太阳能光纤采光系统具有多项优点，但也存在一些需要注意的问题。

首先，由于光纤传输的时间延迟，可能会造成室内光线与自然光线不完全同步的情况，可能对一些特殊任务的工作产生影响。

其次，系统的成本较高，需要考虑投资回报周期。

最后，系统的性能受到自然光条件的影响，如阴天或夜晚，系统的采光效果相对较差。

综上所述，太阳能光纤采光系统是一种利用太阳能光能传输光线的高效照明系统。

它具有多项优点，在各类建筑中都有很好的应用前景。

然而，也需要考虑一些系统的局限性。

随着科技的不断发展，太阳能光纤采光系统在未来有望得到更广泛的应用和改进，为室内采光提供更可持续、高效的解决方案。

太阳光光纤导入系统介绍沈阳中凯科技有限公司一、产品概述➢太阳光光纤导入器（系统），源自日本、德国技术，是一种通过太阳自动精密跟踪、高科技透镜集光、光纤传导、以及安全照具等将纯粹的阳光任意传送到缺少阳光的生活空间的高科技产品。

➢让您突破建筑格局、朝向以及时间的限制，尽享阳光生活！无论您是在朝北的房间，建筑内部，还是在地下室，或者其他太阳照不到的地方。

➢导入系统过滤掉阳光中部分有害成份如X、Y、Φ、β、γ、α及长波紫外线等，给人类提供了安全阳光新概念，不用担心在阳光下皮肤会变黑、缺钙、皮肤癌等等，也不用为夏天强烈的紫外线辐射而惧怕。

四个特点：1、更加低碳节能；2、安全阳光，不惧灼伤；3、大幅延长光照时间，拥有更多健康；4、告别常阴湿寒之地，把太阳的光辉带到每个角落；二、产品使用示意图三、使用功能将太阳光光纤导入系统安装在室外房顶、阳台、地面、墙壁等能一年四季均照得到太阳光的地方，通过光缆接入室内，这样每天从太阳升起到落下，室内都有阳光的直射，每天9个多小时享受太阳光无微不至的呵护。

人们可以在室内阳光下休息、在阳光下工作、在阳光下看书学习、在阳光下用餐……在您的卧室、厨房、客厅、书房、办公室等，处处拥有健康舒适的太阳光。

四、产品构造太阳光导入系统包括三大部分：室外采光机、传导光纤、室内照具。

1、采光机（室外）：超高精度主动跟踪太阳采集阳光，精度达到0.02度；2、光缆（传导）：特种超低损耗光纤，将阳光任意转向传到室内需要阳光的空间，30米可使用塑料光纤，超过30米建议使用石英光纤；3、灯具（室内）：美观、安全的室内阳光投射装置。

五、产品参数说明型号镜面（只）光缆（束）灯具（只）直径（mm）高度（mm）重量（kg）光纤材质光纤直径(mm)电源/功率光通量（lm）光纤最长（m）建议使用面积（m2)P24 24 6 3 830 750 27PMMA塑料2.5AC220V/5W8715 30 20P16 16 4 2 670 570 16PMMA塑料2.5AC220V/5W4890 30 15S24 24 4 4 830 1100 37SILICA石英1AC220V/5W7978 3000 25六、照射面积与照度七、有关建筑物照明的国家标准：八、质量保证质量保证期为设备验收合格后2年。

∙产品名称:绿色照明—太阳光光纤导入系统∙传导介质:光导纤维∙控制方式:内置自动控制系统∙单机质量:150kg∙工作温度:-20℃-80℃∙安装方式:固定型支架安装(可定制)∙照明标准:GB50034—2004《建筑照明设计标准》GB/T50033—2001《建筑采光设计标准》产品概述太阳光纤导入照明系统由室外主机、光缆、室内光纤灯具组成，主机需安装在阳光充足的室外，用于跟踪采集太阳光。

光缆用于高效传输主机采集的阳光导入室内，并通过室内灯具进行照明。

室外主机是该系统的主体部分，主要由光学采集镜片组、太阳跟踪传感器、高精度机械平台、自动跟踪系统等组成。

自动跟踪系统自太阳升起后开始工作，太阳落山后系统复位并进入休眠状态，在阴雨、多云、雾霾以及外部断电重启后，系统均会保持自动跟踪状态，并可根据四季昼夜时间以及地理位置的不同自动调整太阳跟踪轨迹。

性能参数产品型号SUNLIGHT-Ⅲ-36S/SUNLIGHT-Ⅲ-36P单机底座700mm×700mm单机高度1500mm单机质量150kg单机聚光透镜数量36单聚光透镜采光面积Φ100mm传输光纤材料纯石英/聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）传输光纤单芯尺寸纯石英Φ1mm/PMMAΦ3mm光缆挤压拉伸阈值1000N光缆弯曲半径≥250mm单缆(六芯)典型照明参数室外太阳照度8万勒克斯≥1500流明传输距离40m太阳跟踪自动刷新频率≥60次/秒跟踪平台最小步进角度≤0.8″单机供电要求220V50Hz控制方式内置自动控制系统单机功率≤5W安装方式固定型支架安装(可定制)工作温度-20℃-80℃照明标准GB 50034—2004《建筑照明设计标准》GB/T50033—2001《建筑采光设计标准》优点兼具健康、节能、环保特性产品应用医院、育婴房、疗养院、康复中心、学校、别墅、高档宾馆、大型商场、火车站、地铁站、航空港、地下通道、运动场馆、大型停车场、室内绿化、小区住户采光权分配、地下矿井、施工隧道、战备仓库、电磁屏蔽室、海洋馆、水族馆、博物馆等。

光纤传导太阳光照明系统朱维军;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.【期刊名称】《太阳能》【年(卷),期】2012(000)009【总页数】4页(P39-42)【关键词】光纤传导;太阳能;照明;导光光纤【作者】朱维军;严伟;赵霞;刘礼华;徐红【作者单位】江苏法尔胜泓昇集团有限公司;江苏法尔胜泓昇集团有限公司;江苏法尔胜泓昇集团有限公司;江苏法尔胜泓昇集团有限公司;江苏法尔胜泓昇集团有限公司【正文语种】中文一引言建筑物如何充分利用太阳光节约照明用电，是国际建筑和照明界的一个重要课题。

光纤传导太阳光照明的方法和设想最初由建筑界提出。

虽然人们对太阳能的利用越来越广泛，但是目前对太阳能的利用主要集中在将太阳能转化为电能和热能上，而光纤照明正是将太阳光直接加以利用的技术。

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等原因一直无法实现大批量的产业化和商品化，但是在20世纪60年代美国的杜邦公司初次采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为芯材制备出塑料光纤在20世纪70年代末日本三菱丽阳公司以高纯MMA单体聚合PMMA使光纤损耗下降到200dB/ 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。

目前人们能够实现的直接利用太阳光的技术大致有：导光纤维法、平面反射法、导光管法等[1]。

本文着重介绍导光纤维法实现技术，即由太阳光集光器收集并通过导光光纤传导的光纤照明法。

全光谱、最自然、最健康的照明——太阳光光纤照明系统
将太阳光引入室内，这套太阳光光纤照明系统可以自动跟踪太阳，为室内尤其地下室提供全光谱、最自然、最健康的照明！
图1 国产太阳光光纤照明系统
本世纪初，清华大学建筑学院节能楼安装了一套类似系统，名曰“向日葵系统”，为日本进口产品。

当时技术让人惊叹，它采用GPS
定位、凸镜组聚焦、光纤导入、阳光自动跟踪等技术。

据了解，该系统将阳光压缩1.5万倍，通过光纤导入将阳光传输，获得稳定的太阳光采光，其原理见图1。

而价格更让人乍舌！大面积使用投资巨大，记忆中这样一套系统售价约30万元人民币（三盏灯）。

另一缺点是该系统利用光纤导光，光通量受限制，只能小范围照明。

因此，这套系统更多展示技术，实用价值不大。

图2 日本的向日葵系统
而今看到的这套太阳光光纤照明系统为国产专利技术，北京一家企业研发、制造，产品成功应用于北京怀柔APEC会议中心，至今运行良好！
图3 从另一角度看国产太阳光光纤照明系统。

稳态太阳光模拟器标准与系统介绍 依据IEC 60904-9与ASTM E927 国际标准所研发设计的AAA 级太阳能模拟器，用以测量太阳能电池效率，其光斑大小为5 cm x 5 cm 。

采光纤导光功能，可配合实验室需求，依据场所任意移动，并自由调整出光方向，便于应用各种领域，也可与手套箱结合。

可搭选配光强度调正光圈来做自动光强度变化量测。

模拟器搭配电表可量测0.1 mA ~ 1 A 电流值，适用于各式太阳能电池研究开发。

表一. 符合IEC 60904-9中 3A 等级模拟器的标准：IEC60904-9 characteristic 标准A 级范围 光焱SS-F5-3A 等级 光谱匹配度Spectral match0.75-1.25 A 照度不均匀度Non-uniformity of irradiance2% A 瞬时不稳定度Temporal instability 2% A光斑: 50 mm x 50 mm图2. 平行出光示意图图1. 向下出光示意图 系统架构示意图SS-F5-3A AAA50x50mm2Steady-State Solar Simulator 图3. 光谱匹配度：SS-F5-3A符合IEC60904-9 中AM1.5G 光谱Spectral Match之 A 级定义图4. 照度不均匀度：SS-F5-3A符合IEC 60904-9中Non-Uniformity of Irradiance之A级之定义 图5. 瞬时不稳定度：SS-F5-3A符合 IEC 60904-9中Temporal Instability 之A级定义SS-F5-3A AAA50x50mm2Steady-State Solar Simulator主要技术指标1. 照射面积50mm x50mm2. 光谱匹配度AM1.5G，<±15%，A级3. 辐射空间非均匀性<±2%，A级4. 时间非稳定性<±1%，A级5. 光纤导光功能均光系统与光源系统分离设计6. 灯源系统300 W氙灯光源带光学反射罩7. 光谱范围400 nm ~ 1100 nm8. 光强度照度可达1000 W/m2@AM1.5G (±l0% 灯泡功率控制)10 .其他关机延迟冷却系统LCD 触控显示控制: 具备灯泡使用时数/灯泡功率控制(±l0%)/光源shutter控制/并可程控稳定度优于1%的电源供应器主动式气冷散热系统，具备延迟散热功能具备光源shutter其他技术指标1. 标准电池 2 x 2 cm 照光面积标准lemon接口Pt sensor传感器2. IV 测试软件测试时钟延迟时间设定功能Quick-note功能Semi-log IV显示功能Reference Cell测量与修正Mismatch-factor IV修正功能3. 标准样品台四线夹具通道切换设计灯源支架高度可调4. 源表Keithley 2400源表5. 手套箱整合模块光路向上照射手套箱专用样品台6. 光强可调模块辐照光强0~100%可调弱光测量能力7. 密封样品盒全密封设计，防止样品衰减多段开关，标准BNC接口。

太阳能照明原理
太阳能照明是利用太阳能将光能转化为电能，然后通过灯具将电能转化为光能来实现照明的一种方式。

其主要原理如下：
1. 太阳能电池板：太阳能照明的关键是太阳能电池板。

太阳能电池板由一系列太阳能电池组成，这些电池能够将阳光直接转化为电能。

当阳光照射到太阳能电池板上时，电池板内的半导体材料会吸收光子并释放出电子。

2. 光能转化为电能：当太阳能电池板吸收到阳光时，其中的光子会激活半导体材料内部的电子，使电子从其原子轨道中跃迁到导带中。

这样，太阳能电池板上就会产生一个电的势能差，即电压。

3. 电能转化为光能：通过连接电池板的电路，电能可以被转化为光能。

当电能进入照明设备中的灯具时，灯具内的荧光灯或LED等发光元件会产生可见的光。

4. 储存与使用：由于太阳能只有在阳光充足时才能达到最高效率，因此需要将多余的电能储存起来以供晚上或阴天使用。

一种常见的方法是使用蓄电池来储存电能，并在需要时向照明设备供电。

总结：太阳能照明利用太阳能电池板将光能转化为电能，再通过照明设备将电能转化为光能，实现照明的效果。

同时，为了解决太阳能供应不稳定的问题，需要使用蓄电池等装置来储存
电能。

这种利用可再生能源太阳能的照明方式对环境友好且节能高效。

地下室太阳能照明系统作者：创新来源：《创新科技》 2011年第7期文／创新作品名称：地下室太阳能照明系统所在院校：哈尔滨工程大学热能动力工程专业指导教师：王志涛团队成员：裴小萌、欧阳斌、张庆瑜、李飞、刘维研究目的随着国民经济的快速发展，土地资源越来越紧张，房屋地下室、地下商场、地下停车库等相对扩充了土地面积，但大面积地下室采光照明的高耗电量又是一个突出问题。

为此，本作品采用太阳能照明，既开发了绿色新能源，又节约了电能。

基本思路基于“TRIZ”创新思维理论，本系统旨在设计一个集光、电、机于一体的全自动装置。

白天，采集子系统采光盘中的光学透镜将太阳光聚焦提升光强，导入至传导光纤传输到地下室，通过输出照明器件将光释放发散，从而达到照明的效果；另一方面，储存子系统中的太阳能电池吸收光能并将其转化成电能，通过控制电路调节控制，从而储存在蓄电池中。

晚上，蓄电池中的电能由导线传递至高亮度LED节能灯。

方法应用过程1．问题描述地下商场、地下停车库等地下室场所缓解了土地资源越来越紧张的问题，但大面积的地下室采光照明的高耗电量又是一个突出问题。

为此，寻求一种廉价高效的采光照明技术就显得十分重要。

本作品集光、电、机于一体的全自动装置，主要由太阳光采集子系统，太阳能储存子系统，特种传导光纤，太阳能输出照明器件和高亮度LED节能灯组成。

利用该一体化地下室照明系统，可将天然的绿色太阳能作为地下室照明的能量来源。

以单片机为核心技术的太阳能采集储存模块可以满足地下室昼夜能源使用的需求，既达到节约电能、减少由发电产生污染物排放的目的，又能使人们在地下室也可以享受天然的太阳光。

然而，如何实现最大的太阳光采集率，即如何准确地控制太阳光采集系统的旋转速度是本作品设计中遇到的最大难题。

准确地控制旋转速度可以使太阳光采集系统最大角度面向太阳，从而将尽可能多的太阳光被该系统收集，进一步通过光纤传到地下。

同时，太阳的旋转速率是人为无法控制的。

太阳能聚光系统1.基本原理CPV通过聚光的方式把一定面积上的光通过聚光系统会聚在一个狭小的区域（焦斑），太阳能电池仅需焦斑面积的大小即可，从而大幅减少了太阳能电池的用量。

同样条件下，倍率越高，所需太阳能电池面积越小。

2.太阳能聚光方式平板集热器历史上早期出现的太阳能装置，主要为太阳能动力装置，大部分采用聚光集热器，只有少数采用平板集热器。

平板集热器是在17世纪后期发明的，但直至1960年以后才真正进行深入研究和规模化应用。

在太阳能低温利用领域，平板集热器的技术经济性能远比聚光集热器好。

为了提高效率，降低成本，或者为了满足特定的使用要求，开发研制了许多种平板集热器：按工质划分有空气集热器和液体集热器，目前大量使用的是液体集热器；按吸热板芯材料划分有钢板铁管、全铜、全铝、铜铝复合、不锈钢、塑料及其它非金属集热器等；还有带平面反射镜集热器和逆平板集热器等；按盖板划分有单层或多层玻璃、玻璃钢或高分子透明材料、透明隔热材料集热器等。

真空管集热器为了减少平板集热器的热损，提高集热温度，国际上70年代研制成功真空集热管，其吸热体被封闭在高真空的玻璃真空管内，大大提高了热性能。

将若干支真空集热管组装在一起，即构成真空管集热器，为了增加太阳光的采集量，有的在真空集热管的背部还加装了反光板。

真空集热管大体可分为全玻璃真空集热管，玻璃-U型管真空集热管，玻璃。

金属热管真空集热管，直通式真空集热管和贮热式真空集热管。

最近，我国还研制成全玻璃热管真空集热管和新型全玻璃直通式真空集热管。

聚光集热器聚光集热器主要由聚光器、吸收器和跟踪系统三大部分组成。

按照聚光原理区分，聚光集热器基本可分为反射聚光和折射聚光两大类，每一类中按照聚光器的不同又可分为若干种。

为了满足太阳能利用的要求，简化跟踪机构，提高可靠性，降低成本，在本世纪研制开发的聚光集热器品种很多，但推广应用的数量远比平板集热器少，商业化程度也低。

3.优势（1）光伏发电新的成本降低技术路径。

“光纤式太阳光照明系统”的概念及其发展作者：毕重连来源：《中国科技术语》2014年第07期摘要：光纤式太阳光导入照明系统是一种利用导光光纤将自然阳光引入室内进行照明的技术，属于新型太阳能利用范畴，文章介绍了它的概念和目前的发展状况。

关键词：太阳光，光纤，照明中图分类号：N04；J914；TK51 文献标识码A：文章编号：1673-8578（2014）S1-0005-03The Concept and Development of Fiber Sunlight Lighting SystemBI ChonglianAbstract： The fiber sunlight lighting system is a new solar energy utilization which could introduce a kind of sunlight lighting by fiber. This article describes the concept of this system and presented its development situation.Keywords： sunlight， optical fiber， lighting收稿日期：2014-06-07作者简介：毕重连（1986—），女，山东威海人，硕士，研究方向为光传感、光照明等。

通信方式：bizhonglian@。

一光纤式太阳光照明系统的概念传统意义的自然光利用方式（即自然采光），主要利用幕墙、天窗等采光构件直接将自然光引入到室内。

由于这种方式的传导距离有限，对于无窗建筑、建筑的较深地下层等区域而言，直接利用自然光的约束明显。

为了节约照明用电，光纤式太阳光照明系统显然更具优势，可以满足多种场所的采光需求。

光纤式太阳光照明系统一般由室外主机、照明光纤、室内光纤灯具组成，如图1所示[1]。

主机须安装在阳光充足的室外，用于跟踪采集太阳光。

光纤式太阳光导入系统光纤式太阳光导入系统是通过光学透镜将太阳光聚焦，用光缆把阳光传送到室内和地下室等地方的一种高科技产品。

它集高科技透镜集光、太阳跟踪、太阳采光、光导传送、热能利用、光伏发电、安全照明于一体，是将紫、红外线大幅拦截分离的绿色、环保、清洁的新型健康光源。

它创造100%的太阳光，让人类享受沐浴在阳光下的全新、高贵的生活。

在国外使用发展日趋扩展普及，适用已建、新建的建筑，让您的房产更加完美、增值。

将光纤式太阳光导入器安装在室外房顶、阳台、地面、墙壁等能一年四季均照得到太阳光的地方，通过光缆接入室内，这样每天从太阳升起到落下，室内都有固定或移动的阳光直射，10多个小时享受太阳光无微不至的呵护。

人们可以在室内阳光下休息、在阳光下工作、在阳光下看书学习、在阳光下用餐……，在您的卧室、厨房、客厅、书房、办公室等，到处拥有娇嫩可人的太阳光。

它过滤掉了大部分阳光中的有害成份――紫外线和红外线，同时对太阳中的X、Y、Φ、β、γ、α等等具有放射性的射线也进行排除，给人类提供了安全阳光新概念，不用担心在阳光下皮肤会变黑、缺钙、皮肤癌等等，也不用为夏天强烈的紫外线辐射而惧怕阳光。

“把阳光捧回家”是这一产品的浓缩写照，拥有阳光，拥有精彩居室；享受阳光，享受魅力人生。

发达国家及中国的医学、建筑、能源、照明、环保、生物等等有关专家无不对这一产品给予非常高的评价。

充分利用太阳光采光，创造良好的视觉工作环境，成为本世纪自然光采光革命的方向和高品质的生活追求。

发达国家开发出一系列利用太阳光采光技术，在医院、养老院、学校、博物馆、办公楼、体育场馆、公共厕所、垃圾处理中心等公共设施及工业与民用建筑中广泛应用，实现了白天完全或部分利用太阳光，大大提高了室内环境品质，并大大节约了电能。

目前采集太阳光的方式主要有利用镜面反射、天窗等搜集阳光，今后将被广泛运用的成熟产品应该是光纤式太阳光导入系统，它是利用凸镜聚焦提升阳光照度、光纤导入、自动跟踪太阳的系统。

太阳能光纤采光系统介绍20世纪70年代能源危机后，能源和环境问题举世瞩目，建筑物如何充分利用太阳光，节能照明用电，引起国际建筑和照明界的高度重视。

自1983年以来，国际照明委员会就先后召开了四次国际建筑采光学术会议，1998年在德国Bregenz召开的照明大会(Licht"98)会上，与会700多人，特别是建筑师对建筑采光十分关注。

建筑中如何有效地利用太阳光，近年来国内外建筑采光工作者提出了不少利用太阳光的采光方法和设想。

1 光导纤维法。

此法是结合太阳跟踪，透镜聚焦等一系列专利技术，在焦点处大幅提升太阳光亮度，通过高通光率的光导纤维将光线引到需要采光的地方。

能进行紫外线大幅拦截，有利于人类健康。

目前产品商业运用已趋成熟，通过一组光纤把阳光引入室内，照明中庭及中庭的绿色植物，照明效果很好。

这一专利方法制造的产品，目前在国外已开始普及推广，人们将其与健康紧密联系受到推崇，使得太阳光采光的商业化运用进程加速，成为时尚。

2 使用平面反向镜的一次反射法。

用反光镜一次将太阳光反射到室内需要采光的地方。

这种方法对提高侧窗采光的均匀度具有较明显的效果，但光污染较严重。

3 导光管法。

用导光管将太阳集光器收集的光线传送到室内需要采光的地方，如中国建筑科学院已通过鉴定的无窗厂房和地下建筑天然采光研究成果，就是用此法进行天然采光的，但其对太阳光基本没有处理。

利用阳光的采光设计和采光窗的多样化以往的建筑采光设计都是假定天空是阴天，不考虑直射阳光。

这样的采光设计计算简单，对阳光多变带来的采光不稳定，过热、眩光和阳兴的光化作用等问题都回避掉了。

随着科学技术的发展，特别是节能的影响，人们对晴天和平均天空采光设计与计算进行了大量研究，并初步提出一套设计方法。

国际照明委员会的天然采光技术员委会也专门组织各国专家对近年取得的采光设计经验和科技成果进行了总结，编写了《国际采光指南》，为设计、科研、教学和有关人员提供了设计依据和标准。

光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。

考虑到太阳的位置移动，我们采用GPS解算法定位跟踪太阳，以保证太阳光将始终聚集于一点，并有最优采光效率。

光纤的耦合效率及光纤的透光率随光线的入射角、光纤的长度、光纤的口径、光纤的材料都有关系。

我们通过建立相应的近似模型，得出了它们之间的大体关系，研究了透射光光强随光纤长度的变化规律。

由于光在传输过程中的损耗是因为发生全反射过程中的损耗，计算过程很复杂，我们通过采用光纤单位长度的损耗表示，通过实验，计算出平均单位长度的损耗，从而计算出总长度的损耗。

在室内的散光过程中，我们采用磨砂塑料盘，这可以产生均匀、柔和的漫射光，同时在前面加一个光照度调节器，可以调节室内光照亮度。

考虑到自然光中紫外线对人体的伤害，在漫射装置上加一个滤波片滤去紫外线。

采用本系统汇集阳光，经光纤传导能够产生亮度很高的滤去紫外线的自然光，便于安装和普及，适用于普通家庭、地下勘测照明及大型建筑照明等。

希望能够更好利用能源，以改善当今能源状况。

关键词：太阳光采集，凹面镜，GPS解算法，光的耦合技术，自准直光纤0前言在人类各种能源消耗中，电力照明是所有能耗中最多的一项能耗。

发达国家照明能耗约占总能耗的我国占■:。

因此开发自然光照明技术有很大的意义，不只是体现在节能上面，还体现在提高环境质量上面。

光导技术现在较为成熟的是利用光导管传输自然光，最著名的是英国蒙那家特公司出产的一种光导系统如图所示：此系统利用PC 塑料透镜作为采光装置，用光导管传输自然光，最后加漫射装置进行照明。

此类设计的产品在2008年北京奥运会上大显身手。

但是这种装置，体积大，对建筑物影响较大，只能应用于城市大型建筑上，难以适应于野外勘探、矿井等地下场合，也难以在普通居民家庭安装使用。

⏹太阳能照明系统以太阳能为能源，白天充电晚上用，无需外接电源，安全可靠，绿色节能，充电及开关灯，无需人工操作，使用寿命长。

是现代生活环境中理想的照明工具。

⏹太阳能照明系统是一个独立的、全自动的工作系统，只要设定该系统的工作模式就能自动工作。

控制模式一般分为光控方式和计时控制方式，一般采用光控或者光控与计时组合工作方式。

黄昏时分当电池板没有充电电流超过5分钟时，系统默认为天黑，控制器启动将灯点亮，同时开始计时。

当计时到设定时间时光源自动关闭。

二、太阳能光伏照明系统特点清洁、环保：以太阳光作为能源，对环境无任何污染。

长寿命：太阳能电池组件有长达20年的使用寿命，20年后仍能使用，但是效率会有所下降。

高效率：太阳能电池最大功率跟踪技术，通过电流电压的最佳搭配，最大限度的得到有效功率。

高亮度：采用大功率太阳能电池组件作为灯具的发电系统结合太阳能电池板最佳角度设计，为大功率光源提供充足能源，真正实现黑夜亮如白昼。

便捷管理:整个系统微电脑控制全自动运行,无人值守。

安全可靠：太阳能照明系统的充电、放电过程皆在低压（12V、24V）状态下进行，对人体没有伤害。

施工快捷、方便：每一个太阳能照明系统都是一个独立的照明单元，充电、放电、控制都是独立完成，无需挖沟、步线、回填，即时安装，即时应用。

⏹太阳能晶体硅电池板⏹太阳能电池板是整套照明系统的核心，它将太阳辐射能直接转换成直流电，储存于蓄电池内，用于夜间照明。

四、太阳能电池板的分类⏹太阳能电池板可分为单晶硅板和多晶硅板⏹单晶硅和多晶硅的区别是，当熔融的单质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则形成单晶硅。

如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则形成多晶硅。

多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。

例如在力学性质、电学性质等方面，多晶硅均不如单晶硅。

多晶硅可作为拉制单晶硅的原料。

单晶硅可算得上是世界上最纯净的物质了，一般的半导体器件要求硅的纯度六个9以上。