自然光光纤光导系统的结构及光传输测试.pdf

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1、第37卷第6期华北电力大学学报Vo1．37．No．62010年11月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversityNOV．。2010自然光光纤光导系统的结构及光传输测试宋记锋，杨勇平，侯宏娟，张民幸(1．华北电力大学新能源与可再生能源北京市重点实验室，北京102206)摘要：光纤光导照明系统是一种利用光纤将室外阳光引入室内进行照明的技术，属于新颖的太阳能利用模式。为了掌握光纤光导的实现技术以及相关参数，开发了光纤光导样机，进行了太阳光传输实验。利用双轴太阳跟踪机械结构，采用数值轨道解算和太阳定位传感技术，实现了高精度太阳跟踪，阳光聚焦比达

2、到400，利用大数值孔径的塑料光纤，进行了10m长度光传导实验。通过试验，证明塑料光纤可实现大光通量的传输，需要指明的是，光纤输出光的品质与太阳跟踪精度有密切关系，0．3(。)跟踪误差可造成出射光的黄边现象。关键词：光纤；太阳能；照明；太阳跟踪中图分类号：TK519文献标识码：A文章编号：1007—2691(2010)06—0065—04C0nfigurati0n0fnaturelightingsystemviafibresandtestofsunlighttransmissionSONGJi—feng，YANGYong—ping，HOUHong-juan，ZhANGMin—

3、xing(1．TheNewandRenewableEnergyofBeijingKeyLaboratory，NorthChinaElectricPowerUniversity，Beijing102206，Chima)Abstract：Daylightingsystemviafibres(DSF)isanovelapplicationtechnologyofsolarenergy，transmittingconcen—trateddaylightindoors．Toobtainopticperformances，aprototypeofdaylightingsystemviaf

4、ibreshasbeenmadeusingdouble—axissuntrackingplatformand10mlongfires，whichrealizedfluxlevelof2500suns．Fromtheexperiences，itisf0undthatthedaylightingsystemcouldtransmitmassivelight．Itmustbepointoutthatthespectrumofoutputconcen—tratedlightisseriouslyrestrictedbytheaccuracyofsuntrackingdevice．Wh

5、entrackingerrorexceeds0．3degree，theedgeofoutputlightofDSFwillbecomeyellow．Keywords：fibres；solar；lighting；suntracking的太阳能利用新方式，它采用精密的机电系统和0引言光学设计，利用太阳跟踪控制，使得阳光经聚光元件汇聚后耦合到光纤，滤波后传输到地下室、自然光无处不在，取之不尽用之不竭，是真向阴房间、地下通道等处进行照明。柔软的光纤正的健康、绿色能源。充分利用自然光照明既节赋予光导系统易铺设的优良特性，易于安装且光约大量人工照明用电，又保护环境，已经成为现照分布均匀。

6、光导照明系统通过光学滤波手段可在绿色照明的一项重要措施。光导照明系统以消除太阳光中的紫外、红外、宇宙高能辐射粒(Daylightingsystem)，是继光热、光电模式后诞生子等有害射线，红外线的滤除可以大幅度降低室内空调制冷功耗，另外光导照明系统的光电隔离特性，可使其用于水下、油库、弹药库、博物馆、收稿日期：2010—04—10．浴室等需要本质安全照明的场所。资助项目：国家重点基础研究发展计划资助项目然而光导系统结构复杂，需要高精度的太阳(2009CB219801)；国家自然科学基金资助项目(61004084)；中央高校基本科研业务费专项资金资跟踪系统，塑料光纤承受高密度能

7、流造成的过热助项目(09QGI8)．与其工作温度上限只有70℃的矛盾，光谱的品质华北电力大学学报测定等，这些内容都有待于深入研究，成为当前传动形式：齿轮副光导灵的热点问题。俯仰轴减速比：5：1本文介绍了研制的光纤光导样机，利用双重方位轴减速比：3：1反馈手段进行太阳高精度定位，提出了地平坐标电机驱动力矩：5N·M和光敏传感器复合太阳定位方法，利用双轴驱动在实际控制中，可以通过将负载重心置于旋系统实现太阳的跟踪和光采集，利用大口径塑料转轴轴心的方法大幅度降低驱动力矩，再考虑到光纤进行了光导传输实验，获得相