Разработана революционная технология внутреннего освещения SmartLight

Инновационная солнечная технология способна изменить уравнения энергопотребления, считают ученые.

Исследователи из университета Цинциннати увидели свет, яркий и мощный, способный изменить будущее освещения внутренних интерьеров зданий.

Фактически, свет получается непосредственно от солнца. С помощью крошечных электрофлюидных ячеек и ряда наружных каналов солнечный свет способен естественно освещать рабочие помещения без окон, расположенные глубоко внутри офисных зданий, а лишняя энергия может использоваться, храниться и направляться на другие нужды.

Новая технология получила название SmartLight. Она — плод совместных трудов двух исследователей, Антона Харфмана и Джейсона Хейкенфельда. Результаты ученые представили в ходе международного энергетического форума CasaClima.

«Технология SmartLight — поистине инновационная. Она изменит правила игры», заявил доцент Харфман. „SmartLight модернизирует методы разработки и ремонта зданий. Она изменит то, как мы используем энергию. Новинка обладает всеми преимуществами и применениями, о которых раньше мы могли только мечтать“.

Основное улучшение за счет минимальной настройки

Встает простой вопрос в адрес SmartLight: существует ли более умный способ использовать солнечный свет? Каждый день лучи солнца наделяют планету более чем достаточным объемом энергии, которого хватит, чтобы удовлетворить многие энергетические потребности общества, в то время как существующие технологии сбора и использования этой энергии, такие как солнечные батареи, недостаточно эффективны. Типичные фотогальванические панели теряют большую часть солнечной энергии в процессе преобразования ее в электричество. Однако с помощью SmartLight солнечный свет направляется через опоры системы и используется в естественной форме. Этот метод намного более эффективен, чем преобразование света в электричество, а затем опять в свет, и намного более экологичен, чем выработка электричества и света за счет сжигания ископаемого топлива или использования ядерной энергии.

Технология применима к любому типу зданий — большим или маленьким, старым или новым, жилым или коммерческим. Однако Харфман и Хейкенфельд полагают, что наибольшее влияние она окажет именно на коммерческие постройки. По данным министерства энергетики США видно, что в 2011 году 21% от объема потребленного электричества в коммерческом секторе был затрачен на освещение. Харфман называет энергозатраты на свет в больших коммерческих зданиях «основным пожирателем ресурсов», и, по его словам, энергия, необходимая для обслуживания зданий, достигает 50% от объема энергии, потребляемого человечеством.

SmartLight способна стабилизировать этот энергетический дисбаланс. Вот как она работает: узкая сеть электрофлюидных ячеек, обладающая встроенными солнечными батареями для автономного энергообеспечения, встраивается в верхнюю часть окна. Каждая крошечная ячейка, всего несколько миллиметров шириной, содержит жидкость с оптическими свойствами стекла или даже лучше. Поверхностным натяжением жидкости можно управлять, создавая с помощью минимальной электрической стимуляции формы, такие как линзы или призмы. Энергии затрачивается в 10000-100000 раз меньше, для активации лампы накаливания. Так можно контролировать солнечный свет, проходящий через ячейку.

Сеть способна направить часть света так, чтобы он отражался от потолка, например, для создания равномерного освещения помещения. Другой свет можно направить в верхнюю часть помещения, где он попадет в специально оборудованный дополнительный модуль системы, откуда далее последует в наиболее удаленные и труднодоступные участки комнаты. И все будет смонтировано без лишних проводов или труб.

«С новой системой используется пространство, которое пока ничем не занято», заметил Хейкенфельд. „Не нужно устанавливать в офисе что-то большое, механическое и громко работающее. Система работает совершенно бесшумно“.

Умный подход допускает динамическую реакцию

Что касается переключения, Харфман предполагает использовать место, где физические выключатели света присоединятся к другому анахроническому офисному оборудованию, такому как мышки или большие мониторы. В планах сделать управление SmartLight беспроводным через программное обеспечение для мобильников. Вместо того чтобы щелкать настенным выключателем, пользователь настроит предпочтительные параметры освещения с помощью мобильника. Также технология SmartLight способна задействовать геолокационные данные мобильного приложения, чтобы регулировать подачу света в зависимости от местонахождения пользователя.

«SmartLight будет управляться беспроводным способом. Не будет никаких проводов или настенных выключателей», отметил Харфман. „Свет будет включаться автоматически, как только вы войдете в помещение, поскольку ваш смартфон знает, где вы находитесь, и передает соответствующие данные SmartLight“.

Что произойдет с системой ночью или в облачные дни? Именно в это время на помощь придет хранилище энергии системы SmartLight. В обычный солнечный день солнечный свет поступает на уровне, в сотни раз превышающем потребности для освещения здания. SmartLight способна направить избыточный свет в специальный приемник и хранилище внутри здания. Эта энергия будет использоваться тогда, когда уровни естественного освещения станут слишком низкими. Сеть SmartLight настолько чуткая, что может динамично реагировать на меняющиеся уровни света в течение дня, а это значит, что освещение офиса весь день будет равномерным и постоянным.

С такими возможностями хранения энергии электрическая сеть здания также может быть подключена к центральному хабу и использовать запасы энергии для нагрева или охлаждения воздуха в помещении. И если централизованное хранилище избыточного солнечного света в некоторых существующих структурах создать невозможно, свет можно направлять от здания к зданию.