摘要
太阳光室内导入照明是近些年的研究热点之一，也是太阳光能利用领域的重要应用之一。由于建筑物中室内光照不足，为了节约能源消耗，考虑将太阳光导入室内进行照明。这种方式可有效地利用太阳光，提升人类的室内生活质量，因此太阳光室内导入照明得到了广泛的关注。 光纤型太阳光导入器具有光传输效率高、结构灵活、安装成本低等优点。为有效导光，通常采用透镜会聚的方法，将太阳光导入到光纤。针对现有光纤型太阳光会聚与追踪系统存在透镜尺寸小、会聚系统复杂、追踪稳定性差等缺点，本课题围绕基于菲涅耳透镜的太阳光聚光跟踪系统设计进行了理论分析、模拟仿真和实验研究，提出了两种追踪与会聚一体的太阳光光纤式聚光系统，主要工作如下： 一.研究了基于菲涅耳透镜的光纤式太阳光聚光跟踪系统，确定了系统的结构布局，提出两种基于菲涅耳透镜的太阳光聚光器的方案设计，以实现高精度、大角度的聚光要求； 二.完成了太阳光聚光跟踪系统各部分的光学设计和性能评价，包括聚光关键元器件之一的菲涅耳透镜的参数设计，采用Matlab软件计算了菲涅耳透镜的参数，分析了聚光系统的情况及其对聚光效果及跟踪角度的分析等； 三.同时采用GPS粗定位和光电跟踪精定位两种方式实现大范围和高精度跟踪效果，克服了传统的会聚透镜与跟踪聚光透镜分别设置所造成的缺陷； 四.搭建了菲涅耳透镜聚光系统的简易模型，进行了相应的实验研究。 本论文研究工作可以为基于菲涅耳透镜的太阳光光纤导光技术提供可行方案，以促进太阳光会聚系统的发展与应用。
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