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太阳光照明的关键技术研究

作　者: 李敏
导　师: 刘京诚
学　校: 重庆大学
专　业: 精密仪器及机械
关键词: 太阳光采集器跟踪光谱分离光纤混合照明
分类号: TM923
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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引　用: 4次
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内容摘要

人与自然的和谐共存是人类永恒追求的信念,自然界的太阳光是最健康、最明亮、最舒适的自然光源,取之不尽,用之不竭。但到目前为止,人们对阳光照明的利用绝大多数都停留在使用很少一部分阳光通过玻璃窗、天窗射人室内,达到照明和景观的作用,这种方式对阳光的利用率很低。太阳光采集照明装置是将自然的太阳光在不进行热、电和机械等能量转换的前提下,经收集后由传光纤传输至建筑物进行照明,它保留了太阳光的大部分自然特性。这项研究拓宽了传统太阳能利用研究领域,开辟出日光照明新技术,采集太阳光用于照明近年来成为许多国家研究重点,欧盟已将近十年太阳能供暖研究和发展预算的85%转向了日光照明技术方面的研究。但是我国在这方面的研究还处于起步阶段。本文开发了一套太阳光采集照明系统,该系统由太阳光采集装置、太阳光采集器自动跟踪装置、光谱分离装置以及太阳光传输与照明装置构成。该系统结构较简单,对太阳光的跟踪精度较高,成本相对较低,有一定的实用价值。在分析了典型聚光器的聚光原理的基础上,设计了收集太阳光的一次和二次抛物面聚光镜,进行了材料的选择和尺寸的计算,同时,为了最大范围的收集太阳光,设计了太阳光自动跟踪装置,该跟踪系统由跟踪传感器、控制电路以及方位角与高度角调整机构组成,采用了传感器跟踪与定时器跟踪相结合的跟踪方法,跟踪精度和稳定性都较高。提出了可行的光谱分离方案,并选定了用反射膜进行可见光与红外光的分离。对太阳光传输用的光纤进行了设计。对不同建筑物的照明标准进行了分析,设计了太阳光照明与人工照明相结合的混合照明系统。通过实验测试,所设计的传感器性能较稳定,在夏天阳光较强的时刻光电池的输出也不会达到饱和,所涉及的控制电路和调整机构性能也很稳定,在软件程序的控制下,能够平稳的运行。

太阳光照明的关键技术研究

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