太阳能光纤照明

太阳能光纤照明

葛兴凯

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太阳能光纤照明

太阳能光纤照明是一种十分新颖的照明方式，它以其独有的优点越来越为人所称道。现在越来越多的照明工程师将眼光投向了太阳能光纤照明。可以这么说，太阳能光纤照明前途一片光明，必将大行于世。

早在19世纪80年代，照明工程师威廉*惠勒提出一个十分大胆的“管道照明”设想:通过一系列排列有序、有机组合而成的内壁涂有高效反光层的金属管道，光线像自来水般流向千家万户，深入人们生活的每个角落。

其实光纤照明早在20世纪30年代就已经被人们所接受，不过那时只是一种思路和实验，采用的光纤主要是集束玻璃光纤，由于成本极高，根本无法达到实用阶段。

到了二十世纪60年代美国杜邦公司用聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)为芯材制备出塑料光纤，但光纤损耗较大，也没能将光纤照明推向实用化。二十世纪70年代后期，随着各国学术界对塑料光纤的高度重视，日本的一些大企业和大学对低损耗塑料光纤的制备进行了大量的研究。二十世纪70年代后期，随着各国学术界对塑料光纤的高度重视，日本的一些大企业和大学对低损耗塑料光纤的制备进行了大量的研究。1980年三菱丽阳公司以高纯MMA单体聚合PMMA，使塑料光纤损耗下降到200 dB/km以下，并成功实现了产业化和商品化，从而将光纤装饰照明真正推向了实用阶段。

以上便是光纤照明的产生和发展。从这些过程中可以看出光纤照明的发展之路并不是一帆风顺的，但经过这么多年的发展，光纤照明越来越显示其强大的生命力。太阳能光纤照明能越来越为人们所接受，正是由于其独有的优点所造成的。

太阳能光纤照明其实可以看作是以太阳能为能源的光纤照明。想要了解太阳能光纤照明的优点，我们必须对太阳能和光纤照明的优点有足够的了解。

太阳能的优点很多:首先太阳能是持续再生能源。太阳能是人类可以利用的最丰富的能源。据估计，在过去漫长的十一亿年当中，太阳只消耗了它本身能量的,,，今后数十亿年太阳也不会发生明显的变化，所以太阳可以作为永久性的能源，取之不尽、用之不竭。它给地面照射,,分钟的能量，就足够全世界使用一年。所以只要拿出一定的初投资，必然能带来长远的经济效益。其次，太阳能是绝对清洁的绿色能量，使用太阳能可以免除其他能源带来的环境污染问题。更重要的是，太阳能可以不受政治操控，是全人类共有的财产。我想这一点尤为重要，因为如今国际上的许多冲突都都会将能源问题卷入其中，影响了人们的正常生活，如前一段时间俄罗斯与白俄罗斯闹得不可开交的天然气纠纷。然而如果你用了太阳能，这些问题会自动远离你而去的。

光纤照明根太阳能一样拥有许多独有的优点:单个光源可具备多个发光特性相同的发光点;

光源易更换，也易于维修;无紫外线、红外线光可自动变换光色;光与电分离;可重复使用，节省投资;发光点小型化;光线柔性传播;集光效率高，节约能源;柔软易折不易碎;系统发热低于一般照明系统;无电磁干扰;色彩柔和而纯净。正是由于这些优点，光纤照明在综合性能方面要远优于传统的霓虹及塑料霓虹，取代它们也将是大势所趋。而且光纤照明的应用范围十分的广泛，如:室内装饰(光照均匀，颜色柔和，具有很强的艺术效果);水景照明(颜色鲜艳新颖，安全可靠);城市建筑(光色可变，更加人性化);园林绿化;道路照明(增强趣味性);易燃易

爆场合(光电分离，消除隐患);溶洞照明(使景色更加迷人，消除了对游客的不安全隐患);古建筑及文物照明(无紫外线损伤);对太阳能的利用(可直接利用太阳能)。由此我们不难总结出太阳能光纤照明的优点:集光效率高;节能;易于维护;无紫外线、红外线，无电磁干扰;光线柔性传播，色彩柔和而纯净;光电分离，安全;经济及环境效应明显等等。

但不能掩盖的是太阳能光纤照明也面临了许多的问题:太阳独有的局限性;光纤造价高昂;市场开发不够;光纤不能抗紫外线和高温;构造相对比较复杂。太阳能的局限性主要体现在只能在白天收集阳光，受气候影响极大，到达极不稳定;在阳光普照的日子，效能最高;必須有储存系統，以供晚間及多雲的日子的需求;能源产量取决于收集陽光的面积大小;能量密度太低。而构造的复杂性使得太阳能光纤照明还不能进入普通老百姓的家庭。

其实太阳能光纤照明还有一个致命缺陷:太阳能只在白天有，而一般情况下照明多用于晚间，那么太阳能光纤照明是不是显得多余,这个问题的答案其实就是要解决太阳能的储存方案。我想有三种方案可以实现光的储存:

方案一:将光储存在抽空了的，外部涂了银粉(镜子)的玻璃球中。

方案二:将光冷冻一段时间后再释放出来。

方案三:将光能转化为其他形式的能量加以储存(如电能、氢能、化学能等)。

先谈方案一。这种方法在理论上是可行的，但是必须确保材料是完全反射的;否则就会出现能量的衰减，不能起到储存光能的作用。但是这种材料在现实世界中是不存在的，因此这种方法不具可行性。

再来说说方案二。将光冷冻已经在实验室变成了现实:据美国《波士顿环球报》报道，美国哈佛大学的几位科学家最近表示，他们在实验中成功地将光停下来，将光控制在一个空间，过一段时间之后再让光继续传播。他们的研究成果发表于2003年12月份的《自然》杂志上。但遗憾的是，该项技术只能让光脉冲保持静

止了仅有百分之几毫秒，想要将他用于实践谈何容易，而且要将光“冻”住要消耗很多的能量，这就更划不来了。

最后说方案三。方案三是最可行的方法。在我看来，目前将太阳能转化为电能最为合理。如要转化为氢能，要解决催化剂的问题，然而这项技术如今并没有什么大的突破，能量的转化率太低。虽然目前的植物都是将太阳能转化为化学能，但人类社会目前还没有找到合适的将光能转化为化学能的方法。相比之下电能就方便多了，使用方便转化率相对也较高。

太阳能光纤照明有着非常广阔的应用前景。光纤照明将作为正式商品投放市场，占据可观的份额，走进千家万户，从根本上取代传统的热辐射类型白炽灯、及低饱和蒸气压气体放电类型荧光灯，同时还将取代目前国内市场很走俏的紧凑型荧光灯整灯。

我们还可以将太阳能光纤照明与高校硫灯结合起来优化照明水平。在工作机理上，硫灯具有划时代的变革意义，它以硫硒作为气体放电的工作介质，在微波射频的作用下，硫将发生电离现象，形成一种结构特殊的中间物质——双原子的硫分子或二聚物。此时，它处于能量很高的能级状态，这是一种结构不稳定的临时中介质，很快它便会向低能态跃迁，实现回复过程，其间可以辐射出一种宽阔而连续的能量，称之为分子辐射。与传统的原子辐射现象不同，它具有十分特殊之处，即硫分子的辐射能非常集中，几乎全部会聚于电磁波谱的可见光部分;辐射出一种均匀的类似太阳光的可见光线，光谱丰富、分布均匀，符合人眼的视觉灵敏度曲线。高校硫灯绿色环保，硫灯内不再需要汞(Hg)蒸汽作为工作介质，而是选择了硫(S)、硒(Se)，克服了液汞、汞蒸气对环境的严重污染，而且也避免了现场使用中因不慎造成的汞危害。同时，硫灯谱线分布均匀，成分合理，不含杂乱的紫外光线辐射。这样在照明燃点中，不再像传统光源，如荧光灯、高压汞灯那样存在明显的光污染，因而大幅度减少了环境中的紫外辐射。保护了人体，优化了工作环