Сонячне світло потрапить до будинку через світловод

Замкнені в багатоповерхових вуликах-офісах, ми нерідко включаємо лампи навіть днем, тому що світло з вікон важко добирається всередину великої будови. Тим часом над нашими головами сяє щонайменше безкоштовне джерело променів. Використовувати його "розумно" цілком реально. Треба тільки надати нового виміру поняття "природне світло".

Остання спеціалізується на створенні та тестуванні нових матеріалів, здатних по-різному відбивати, поглинати та заломлювати світло. Інакше кажучи, коник лабораторії - світловоди та дзеркала, екзотичні за складом та будовою лінзи, а також різні технічні пристрої на базі таких елементів.

Іноді ми робимо те саме, що і людина, що загоряє в "солярії на сонячній енергії", - вважають у SunCentral, - ставимо на даху сонячні батареї, вони виробляють струм, який йде на освітлення всередині будівель, що працює і вдень. ККД такого подвійного перетворення жахливо низький (ілюстрація із сайту suncentralinc.com).

Один із найяскравіших проектів лабораторії – система "Сонячний тент" (Solar Canopy). В її основі лежить рама з набором невеликих легких дзеркал, які за допомогою крихітних актуаторів (керованих дешевою електронною схемою) відхиляються по горизонталі та вертикалі, щоб стежити за сонцем.

Грати, що збирають світло. Рухливі дзеркала в наборі з'єднані між собою струнами, тому синхронно зміщуються силою всього декількох невеликих приводів. Зліва нагорі показано одне з додаткових збираючих дзеркал (фотографії SSP, SunCentral).

Ці дзеркала направляють світло на дві пари параболічних дзеркал, які стискають світловий потік і відкидають його в жерло світлового короба, покритогозсередини дзеркальною плівкою. Нижня частина короба оснащена тонким призматичним розсіювачем, який ефективно переправляє світло, що біжить по коробу вниз, до кімнати.

Схема системи та масштабний макет "пастки" (фото та ілюстрація SSP, SunCentral).

Усередині короба також монтуються лампи денного світла для освітлення вночі або в похмуру погоду. Адже система Solar Canopy займає на фальшстелі офісу місце традиційних світильників. При цьому автоматика оперативно підлаштовує кількість включених трубок у зворотній залежності від природного світлового потоку, підтримуючи сумарне освітлення на одному рівні.

За інформацією компанії, система здатна доставляти сонячне світло на відстань понад 20 метрів від зовнішньої стіни будівлі без суттєвих втрат (ілюстрації SSP, SunCentral).

Канадські фахівці вважають, що таке складне, на перший погляд, рішення може виявитися вигіднішим за інші методи вирішення поставленого завдання. Адже наявність стежать приводів і системи дзеркал начебто робить конструкцію дорожчою. Може, є привабливіші альтернативи?

При порівняно коротких відстанях транспортування сонячного світла може стати в нагоді проста система на кшталт "сонячного трубопроводу". Але якщо промені потрібно перекидати метрів на 10 і більше, слід подумати про інші варіанти.

Безліч компаній з різних країн вже пропонують на ринку різного роду "транспортувальники променів", але всі вони поряд з очевидними перевагами мають недоліки. До одних є питання щодо меж застосування, другі просто дорогі, треті не надто ефективні.

Набір лінз, що уловлюють світло надаху та пучки оптоволокна – ще один можливий спосіб транспортування "сонця" у внутрішні приміщення. Головний недолік - висока ціна (фотографії із сайту treehugger.com).

А здавалося б, що може бути простіше? Навіть людям, далеким від техніки, ясно, що світло всередину будинку цілком може спрямовувати найбанальнішу систему дзеркал. Але чомусь такі установки поширення так і не набули.

SunCentral пояснює, у чому тут справа. Недорогі матеріали, що застосовуються в подібних випадках, мають не найкращу відбивну здатність - 90-95%. Це означає, що з кожному відображенні втрачається 10% світлового потоку. Після кількох поворотів усередині системи пучок дуже помітно слабшає - установка виявляється неефективною.

Основою ж для Solar Canopy послужили дослідження канадської лабораторії в області покриттів з здатністю, що відбиває в 99%, причому розроблені SSP матеріали залишалися зовсім недорогими - це важлива умова для застосування їх у досить протяжних світлових "трубах".

The _cke_saved_href="http://en.wikipedia.org/wiki/The_New_York_Times_Building">The _cke_saved_href="http://en.wikipedia.org/wiki/The_New_York_Times_Building">The New York Times Building . Вони, з одного боку, блокують прямі сонячні промені, скорочуючи витрати на кондиціювання, а з іншого, завдяки кільком відбиттям дають м'яке і розсіяне біле світло, що проникає дуже далеко від вікон. Таким чином, скорочуються витрати на освітлення внутрішніх частин будівлі. Про цю систему ми ще коли вона була лише проектом "w/>"

Не вперше вчені вигадуютьоригінальні способи доставки природного світла в затінок офісів. Так, скляні стіни хмарочоса The New York Times Building оснащені міріадами білих керамічних трубок.

Вони, з одного боку, блокують прямі сонячні промені, скорочуючи витрати на кондиціювання, а з іншого, завдяки кільком відбиттям дають м'яке і розсіяне біле світло, що проникає дуже далеко від вікон. Таким чином, скорочуються витрати на освітлення внутрішніх частин будівлі.

Перший робочий прототип дзеркальної пастки SSP побудувала на території так званого Great Northern Way Campus — об'єднаного кампусу трьох університетів та одного інституту, що базуються у Ванкувері. У тому числі – університету Британської Колумбії, батька Solar Canopy, та технологічного інституту Британської Колумбії (BCIT) – партнера з цього проекту.

Перший зразок Solar Canopy змонтували на контейнері, всередині якого відтворили офісну обстановку, розсунувши її за допомогою дзеркал на стінах (фото SSP, SunCentral).

А в 2008 році SSP змонтувала п'ять своїх світлоуловлюючих установок на третьому поверсі однієї з будівель BCIT у Бернабі (Burnaby). Експеримент показав, що в ясний опівдні освітленість від "сонячної пастки" в глибині приміщення може бути порівнянна зі ступенем освітлення повністю включених стельових люмінесцентних ламп.

Перша проба "Сонячного тенту" на реальній будівлі, корпусі BCIT. Внизу: було – стало (фото SSP, SunCentral).

Зараз SunCentral займається доведенням та шліфуванням технології. У планах найближчим часом значиться монтаж Solar Canopy ще на шести будинках. Причому це будуть будівлі різногодизайн. Одне із завдань тестів – розробити нові модифікації установки, що дозволяють вбудовувати себе не так помітно, як вийшло у випадку з BCIT, тобто в товщу стін.

Після такої масштабної перевірки можна буде подумати і про початок серійного виробництва модулів-пасток та їх широкий продаж. Але жодних термінів канадці не називають.

---