هل من الممكن استخدام الألياف الضوئية لنقل الطاقة الشمسية إلى الإضاءة المباشرة الداخلية؟

1. إضاءة الألياف الشمسية بدون تحويل كهروضوئي

على الرغم من أن استخدام الطاقة الشمسية يتسع أكثر فأكثر، إلا أن الاستخدام الحالي للطاقة الشمسية يركز بشكل أساسي على تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء وطاقة حرارية، وإضاءة الألياف الضوئية هي الاستخدام المباشر لتكنولوجيا ضوء الشمس. منذ ثلاثينيات القرن العشرين، لم تتمكن تقنية إضاءة الألياف الضوئية التي تم الاعتراف بها وقبولها من قبل الناس من تحقيق التصنيع والتسويق على نطاق واسع بسبب تكلفة المواد وارتفاع معدل توهين الضوء. ومع ذلك، في الستينيات، استخدمت شركة Du Tie الأمريكية لأول مرة مادة البولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA) كمادة أساسية لإعداد الألياف البلاستيكية، وفي أواخر السبعينيات، قامت شركة Mitsubishi Rayon اليابانية ببلمرة PMMA بمونومر MMA عالي النقاء، بحيث تم تقليل فقدان الألياف إلى 200 ديسيبل/كم. على الرغم من أن هذا لا يزال لا يحقق تصنيع وتسويق إضاءة الألياف الضوئية على نطاق واسع، إلا أنه سيدفع الإضاءة المزخرفة بالألياف الضوئية إلى المرحلة العملية. في الوقت الحاضر، شكلت إضاءة الألياف الشمسية مجموعة متنوعة من المنتجات وتم طرحها في السوق.

طريقة ومبدأ إضاءة الألياف الضوئية

هناك طريقتان رئيسيتان لاستخدام الطاقة الشمسية كمصدر للطاقة، إحداهما هي إدخال ضوء الشمس مباشرة إلى الغرفة للإضاءة. والثاني هو توليد الطاقة الكهروضوئية، ومن ثم من خلال نظام الألياف الضوئية للإضاءة. هنا يقدم المؤلف بشكل رئيسي مبدأ الطريقة الأولى، أي إدخال ضوء الشمس مباشرة إلى الغرفة للإضاءة.

يتكون نظام إضاءة الألياف الشمسية من ثلاثة أجزاء: جهاز التركيز، جهاز التوصيل وجهاز الإشعاع.

يتم إعادة توزيع الضوء الطبيعي الخارجي إلى نظام الإضاءة من خلال جهاز التركيز، ويتم نقله وتقويته بواسطة جهاز التوصيل (الألياف الضوئية)، ويقوم جهاز الإشعاع الموجود في الجزء السفلي من النظام (جهاز الإسقاط الطرفي الداخلي) بإضاءة الضوء الطبيعي بشكل موحد وفعال في الغرفة، مما يجلب التأثير الخاص لإضاءة الضوء الطبيعي.

1 جهاز التكثيف

يمكن تركيب جهاز تجميع الضوء، أي مجمع الضوء، خارج المنزل طوال اليوم دون أي قيود في أي وقت على الإضاءة، بحيث يتم تعظيم كفاءة جمع الضوء. نظرًا للقطر المحدود للضوء ولتقليل توهين الضوء أثناء النقل، نريد تجميع الضوء في نقاط تقريبًا وتناسب منفذ الألياف تمامًا. في الوقت الحاضر، يستخدم جامع الضوء بشكل رئيسي طريقتين لجمع الضوء:

(1) نقطة عاكسة دقيقة تركز باستخدام انعكاسين لتركيز الضوء
(2) نقطة عدسية تركز باستخدام انكسار عدسة واحدة للتركيز
في التطبيقات العملية، من الضروري في الواقع تقسيم الاثنين بشكل منفصل أو في وقت واحد لزيادة كمية الضوء المستلمة. في الوقت نفسه، من الممكن أيضًا تركيب جهاز تعقب السمت الشمسي (وهو أداة تقوم بضبط اتجاه وزاوية ارتفاع المكثف المعياري عن طريق الكشف عن تغير سمت الشمس من خلال الكاشف)، بحيث يكون تأثير جمع الضوء تم تحسين جامع الضوء.

2. جهاز التوصيل

الجزء الرئيسي من نظام إضاءة الألياف الضوئية، وفقًا لمبدأ الانعكاس الكلي ويمكنه نقل الضوء إلى العنوان المقرر للألياف الضوئية، لديه مجموعة واسعة من التطبيقات المضادة للتداخل، وقطر الخط الرفيع، وخفيف الوزن، والتآكل الكيميائي القوي. المقاومة وموارد تصنيع الألياف الضوئية وغيرها من المزايا. مقسمة حسب الهيكل، تحتوي الألياف الضوئية على حبلا واحد ومتعدد الخيوط وثلاثة أنواع من الشبكات. يبلغ قطر الألياف المفردة عمومًا 6 ~ 20 مم. وفي الوقت نفسه، يمكن تقسيم الألياف الواحدة إلى نوعين من تلألؤ الجسم وتلألؤ النهاية. الأول سوف يشع إلى نقطة النهاية، من خلال إضاءة الضوء الخلفي والأخير نفسه عبارة عن جسم مضيء، يشكل عمود ضوء مرن. بالنسبة للألياف متعددة الجدائل، ينبعث الضوء النهائي. يبلغ قطر الألياف متعددة الجدائل عمومًا 0.5 ~ 3 مم، وغالبًا ما يصل عدد الخيوط إلى عدة مئات من الجذور. تتكون الألياف الشبكية من ألياف مضيئة ذات قطر رفيع، والتي يمكن أن تتكون من أشرطة ضوئية مرنة.

3. جهاز الإشعاع (ملحقات النهاية)

وفقًا لخصائص الإضاءة المختلفة للألياف الانارة النقطية والألياف الانارة الخطية، هناك نوعان من الملحقات الطرفية على النحو التالي:

أ، الملحقات الطرفية المضيئة: جميع أنواع الملحقات المضيئة العاكسة أو المباشرة المشابهة للمصابيح التي تم تكوينها في نهاية الألياف المضيئة، هناك نوع الإضاءة النازل، مع نوع العدسة (يمكن تركيز الضوء أو انبعاث الاستجماتيزم)، والنوع الأرضي الخاص والمحطة تحت الماء. ب، الملحقات الطرفية غير المضيئة: قم بتكوين محطة ألياف ضوئية مضيئة عبر الإنترنت، وهي غير شفافة ومختومة. يمكن اعتبار مبدأ جهاز الإشعاع بمثابة العملية العكسية لعملية تجميع الضوء (الانعكاس).