Группа исследователей из НТУ (Наньянский технологический университет) в Сингапуре разработала «умное» устройство для сбора солнечного света и передачи его в подземные помещения, что снижает необходимость использования традиционных источников энергии для освещения.
Власти Сингапура в течение некоторого времени изучали способы увеличения жилой и производственной площади. Они сделали это с огромный этаж вертикальных ферм, и оценили возможность раскопок глубже под землей для создания новых пространств для инфраструктуры, хранилищ и услуг.
Поэтому ожидается, что в будущем спрос на круглосуточное подземное освещение в азиатском государстве возрастет.
Воспользуйтесь преимуществом солнечного света
Чтобы разработать устройство для сбора солнечного света, способное устойчиво удовлетворить эту потребность, команда NTU вдохновилась увеличительным стеклом, которое можно использовать для фокусировки солнечного света в одну точку.
Как сделано устройство?
Исследователи использовали стандартную акриловую сферу, одно пластиковое оптическое волокно (тип кабеля, по которому пучок света переносится от одного конца к другому) и серводвигатели.
Устройство располагается на земле и концентрирует солнечный свет в акриловой сфере. Система позволяет параллельным лучам света формировать резкий фокус на противоположной стороне. Сфокусированный солнечный свет затем собирается на конце оптоволоконного кабеля и транспортируется под землю.
Тем временем серводвигатели автоматически регулируют положение конца оптоволоконного кабеля, чтобы оптимизировать количество солнечного света, которое может быть получено и передано при движении солнца.
Разработал доцент Ю Сону Школы электротехники и электроники и Dr. Чару Гоэль, главный научный сотрудник Института фотоники НТУ, о новинке сообщили в научном журнале Solar Energy ранее в этом месяце.
Подлинное нововведение
Устройство преодолевает некоторые ограничения современной технологии сбора солнечной энергии. В обычных солнечных концентраторах большие изогнутые зеркала перемещаются с помощью двигателей, выравнивая зеркала по солнечным лучам. Компоненты этих систем подвержены воздействию факторов окружающей среды, таких как влажность, что увеличивает необходимость технического обслуживания.
Однако устройство NTU разработано для использования круглой формы акриловой сферы. Это делает его более компактным и простым в управлении.
Прототип, разработанный исследователями, весит 10 кг и имеет общую высоту 50 см. Чтобы защитить сферу от воздействия окружающей среды (ультрафиолетового света, пыли и т. д.), исследователи построили прозрачную «крышку» толщиной 3 миллиметра из поликарбоната.
Лампы для ночного и дневного освещения
Ведущий автор исследования, проф. Чару Гоэль он считает, что было бы полезно интегрировать устройство в существующую инфраструктуру.
Команда НТУ считает, что устройство идеально подходит для установки как обычный уличный фонарь. Он будет собирать солнечный свет в течение дня для освещения подземных пространств и освещать ночью с помощью электричества.
В случае дождя или пасмурной погоды с небольшим количеством солнечного света автоматически загорится светодиодная лампа, установленная рядом с излучающим концом оптоволоконного кабеля. Это обеспечит возможность освещения подземных пространств в течение всего дня без перебоев.
Солнечный свет: под землей лучше светодиодов
В ходе испытаний в подземных условиях исследователи NTU обнаружили, что светоотдача устройства составляет 230 люмен/Ватт.
Это намного превосходит имеющиеся в продаже светодиодные лампы, типичная мощность которых составляет 90 люмен / Вт.
Световая отдача этого недорогого устройства позволяет освещать солнечным светом парковки, лифты и подземные переходы в густонаселенных городах.
Его также легко масштабировать: поскольку светозахват сферической линзы пропорционален ее размеру, достаточно варьировать сферу, чтобы изменять мощность.
