[发明专利]一种免于太阳跟踪的日光照明采光系统及其采光方法

权利要求书

1.一种免于太阳跟踪的日光照明采光系统，其特征在于，所述采光系统包括依次设置的：

至少一个光偏转板，将太阳光重新定向；

菲涅尔透镜，设置于所述光偏转板的下方，将重新定向的太阳光进行汇聚；

光均匀器，其进口端设置于所述菲涅尔透镜的焦点处，将汇聚的重新定向的太阳光引入光均匀器的内部并进行多轮反射，使其均匀出射；

导光介质，与所述光均匀器的出口端连接，用于传输光均匀器输出的太阳光，并将太阳光引入室内照明。

2.如权利要求1所述的免于太阳跟踪的日光照明采光系统，其特征在于，所述光偏转板的设置数量为至少1块，设置数量根据所述采光系统所处位置和不同季节的太阳高度角、太阳方位角变化决定。

3.如权利要求1所述的免于太阳跟踪的日光照明采光系统，其特征在于，每个所述光偏转板设置不同的水平面倾斜角α，角度为100°～170°，使得每个光偏转板朝向一天中不同时间的太阳方位，可全天候重新定向太阳光。

4.如权利要求1所述的免于太阳跟踪的日光照明采光系统，其特征在于，每个所述光偏转板由若干个激光切割面板排列构成，相邻两个激光切割面板之间的距离为D，激光切割面板的宽度均为W。

5.如权利要求4所述的免于太阳跟踪的日光照明采光系统，其特征在于，值为0.1～1.0，不同的值可以对不同入射角度的太阳光重新定向：

当i＜i₀时，

当i＞i₀时，

其中，f_d是太阳光入射后的光偏转比例，i是太阳光的水平面入射角，i₀是临界入射角，r是激光切割面板内的折射角。

6.如权利要求4所述的免于太阳跟踪的日光照明采光系统，其特征在于，所述激光切割面板的材质为丙烯酸、或石英。

7.如权利要求1所述的免于太阳跟踪的日光照明采光系统，其特征在于，所述导光介质可为光纤束、或塑料光纤、或石英光纤、或空芯光纤、或导光管。

8.如权利要求1所述的免于太阳跟踪的日光照明采光系统，其特征在于，所述光偏转板、菲涅尔透镜、光均匀器、导光介质可通过固定工装进行位置固定。

9.一种免于太阳跟踪的日光照明采光方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的免于太阳跟踪的日光照明采光系统进行采光，具体包括以下步骤：

S1、根据采光系统所处位置和不同季节的太阳高度角、太阳方位角变化，调整所述光偏转板的位置及数量，太阳光经光偏转板重新定向；

S2、经重新定向的太阳光通过所述菲涅尔透镜汇聚至菲涅尔透镜的焦点处；

S3、汇聚后的太阳光入射所述光均匀器，入射的太阳光经过光均匀器内部的多轮反射后，从光均匀器的出口均匀射出；

S4、从光均匀器均匀射出的太阳光入射所述导光介质，通过导光介质将太阳光引入室内均匀照明。

10.如权利要求9所述的免于太阳跟踪的日光照明采光方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：设置不同数量的光偏转板，且调整每个光偏转板的水平面倾斜角α，在白天的不同时间段，根据太阳方位的变化，太阳光射向不同朝向的光偏转板，实现全天候太阳光的重新定向，继而实现全天候采集太阳光。