[发明专利]一种智能光补偿的太阳能光纤照明系统

说明书

本发明是一种智能光补偿的太阳能光纤照明系统。本发明涉及室内的光纤照明系统技术领域，所述系统包括六边形转盘、光传感器、菲涅尔透镜、光纤耦合器、U型支架、支架、充电一体化模块和锂电池组、太阳能发电板、调光旋钮、可视化屏幕、补偿LED灯组、室内环境模拟黑箱、Arduino控制器、数字光强度传感器、光纤和传动机构；本发明使室内光照度保持稳定；在光纤导入太阳光后，通过光强度传感器感知室内的照度，在室内照度未达到所需照度时，利用电光源即时进行自动光照补偿。不需要提供额外电能，利用太阳能电池板、充电一体化模块和蓄电池供电；通过传动机构，配合光传感器，实现对太阳的高精度跟踪，提高光线收集率。

技术领域

本发明涉及室内的光纤照明系统技术领域，是一种智能光补偿的太阳能光纤照明系统。

背景技术

随着能源危机和生态环境破坏，人们的环境保护意识逐渐增强，对太阳能的利用成为科学研究的焦点，2010年我国成为世界能源第一消耗大国，占世界总能源消耗的20.3％。在我国太阳能发电量占国家能源消耗比例仅为1％，主要原因为，太阳能转换效率低，仅在15％-20％，且太阳能发电装置造价昂贵。

在大型办公楼等建筑物内，由于高层建筑相互遮挡，导致室内白天采光不足，即使在白天，工作人员也需要长时间使用电能照明系统，因此耗费了大量电能。太阳光光纤照明系统是一种利用光纤将室外光线直接传输至室内用于照明的新型技术，减少了能量转换中的损耗。

目前国内的光纤照明系统存在许多问题，例如：受天气因素影响较大，由于室外的光照强度随着天气变化随时在改变，导致之内的光照强度时刻变化。并且在阴天、雨天、夜晚等环境，室内光照度极低，单独使用不能满足室内照明的要求，往往还需要与LED灯配合使用，额外提供电能。

汇聚太阳光精度不高，一般条件下所汇聚的太阳光光斑尺寸远大于光纤尺寸，当太阳位置变化时，容易造成太阳光光斑中心与光纤中心偏离情况，使所传输的光通量降低，室内光照度骤降。

造价昂贵，经调查国内一些生产光纤照明商品的公司，如深圳市蓝煦科技发展有限公司、南京杰特新能源有限公司等公司的适用于小面积室内照明的商品价格在2万元以上。

难以控制所需光照度，不论是刘雨芃等人的专利“一种地下车站的太阳光混合照明系统”；还是沈晓明等人的专利“智能式太阳能光纤激光混合照明装置及其控制方法”；或者张耀明等人的专利“自动跟踪太阳的太阳能电池及光纤采光照明系统”，目前还未见可以实时观测并且手动调节室内所需要的光照度的相关专利。

发明内容

本发明为解决光线不好的室内的照明问题，室内照度未达到所需照度时，进行自动光照补偿，保证室内光照度的稳定，本发明提供了一种智能光补偿的太阳能光纤照明系统，本发明提供了以下技术方案：

一种智能光补偿的太阳能光纤照明系统，所述系统包括六边形转盘、光传感器、菲涅尔透镜、光纤耦合器、U型支架、支架、充电一体化锂电池组、太阳能发电板、调光旋钮、可视化屏幕、补偿LED灯组、室内环境模拟黑箱、Arduino控制器、数字光强度传感器、光纤和传动机构；

所述光传感器安装在六边形转盘的圆心处，所述光传感器包括十字形支架和四个光敏电阻，四个光敏电阻分别安装在十字形支架所分成的四个象限内，并且紧贴十字形支架放置，所述四个光敏电阻分别并联一个阻值相同的定值电阻，并连接Arduino控制器，所述Arduino控制器连接控制传动机构；所述传动机构包括电机、减速器、传动轴和联轴器，所述Arduino控制器控制电机转动，带动减速器、传动轴和联轴器转动，所述传动机构固定在U型支架上，所述U型支架固定安装在支架上，所述传动机构驱动U型支架和六边形转盘；