光纤在太阳能系统中的应用光伏材料加工工艺.docxVIP

太阳能光电工程学院《光伏材料加工工艺》课程设计报告书题目：光纤在太阳能系统中的应用专业：10级光伏材料应用技术自考本科班摘要本设计主要阐述了玻璃光纤、塑料光纤以及光纤的各项体现，然后分别从光纤的三个不同的应用方面论述了太阳能采光照明系统、太阳能光纤采光系统、太阳能光纤照明系统。重点描述了太阳能光纤照明系统的原理和结构、应用特点和影响因素。最后说明了光纤照明的简要应用，就太阳能光纤照明系统作出了具体的案例分析。叙述侧重点分明，以太阳能光纤照明系统的应用最为广泛，例举了太阳能光纤照明系统在不同的场合、不同的情景下的应用，从而为日常生活、社会发展提供便利。关键词采光照明系统光纤采光系统光纤照明系统社会发展目录绪言21.光纤简介21.1 玻璃光纤21.2 塑料光纤21.3光纤的各项特性体现22.太阳能采光照明系统22.1太阳能聚光方式22.2 太阳能聚光器22.太阳能光纤采光系统23.太阳能光纤照明系统的原理和构成23.1聚光装置23.2传导装置23.3放射装置（末端附件）23.4太阳能光纤照明系统工作原理24. 太阳能光纤照明系统的应用特点25. 太阳能光纤照明系统影响因素26.光纤照明的应用26.1室内装饰26.2水景照明26.3游泳池26.4城市建筑26.5园林绿化26.6溶洞照明26.7古建筑物及文物照明26.8易燃易爆场合26.9太阳光的利用27. 光纤在太阳能系统的案例27.1 一个狂想———“点”亮整个地球27.2光纤在清华大学超低能耗示范楼中的应用27.3太阳能光纤照明系统在博物馆应用27.4外层空间植物培育用的太阳能光纤照明系统2参考文献2绪言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的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年代美国的杜绑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以及在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200 dB/km。虽然这仍然没有实现光纤照明的大批量产业化和商品化，但是这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[1]。1.光纤简介1.1玻璃光纤玻璃光纤根据材料的不同可以分为石英玻璃系列和多成分玻璃系列，根据光的传输方式不同又可以分为端面发光的玻璃光纤和侧面发光的玻璃光纤[2]。玻璃光纤具有以下优越性能：成本低。照明稳定精确。易安装。1.2塑料光纤与玻璃光纤相同，塑料光纤同样可以分为端面发光的塑料光纤和侧面发光的塑料光纤。1.3光纤的各项特性体现各种光纤的传输损失。耐热性能。抗冲击性。配光。成本。2.太阳能采光照明系统2.1太阳能聚光方式太阳能聚光方式可分为透镜的折射聚光方式和曲面镜或凹面镜的反射聚光方式, 太阳能光纤采光系统多采用折射光学系统，其聚光方式分为菲涅耳透镜聚光和凸透镜聚光。2.2 太阳能聚光器太阳光聚光器又称太阳光采光器、太阳光收集器或集光器，它可分为主动式和被动式。固定不动的被动式太阳光采光传输照明是由聚光器、光纤传光束和照明灯头组成的，如图1 所示。主动式聚光器主要包括太阳光跟踪传感器、跟踪控制电路、驱动电机和传动机构，其原理为太阳光跟踪传感器探测太阳的位置或首先通过GPS 定位，并传递信号至跟踪控制电路，控制电路驱动电机，通过机械传动机构带动聚光器转动，从而实现跟踪并对准太阳[3]。2.太阳能光纤采光系统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[4]。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。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。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