Гибридные оптоволоконные световоды прямого солнечного света

Освещение помещений по старой, привычной нам схеме, становится дорогой роскошью.

Лампы прямого накаливания превращают в свет только 25% энергии, остальная часть преобразуется в тепло, излишне нагружая климатическое оборудование.

Благодаря инновационным разработкам, на рынке появились новые технологии освещения домов. Одной из этих передовых разработок стали гибридные оптоволоконные световоды прямого солнечного света.

Инсоляция помещений с помощью оптоволоконных кабелей дает мягкий естественный свет на все внутреннее пространство, гарантируя бесперебойную подачу электричества круглые сутки.

Фактически это автономная система питания, которая соответствует экологическим стандартам качества, является энергоэффективной и недорогой по сравнению с традиционной системой освещения.

По мнению самих разработчиков, технология гибридных оптических световодов прямого солнечного света далеко не совершенна, однако она уже признана соответствующей международным зеленым стандартам качества LEED.  

Гибридные оптоволоконные световоды применяются для прямой поставки естественного дневного света внутрь помещений.

Эти осветительные системы также способны вырабатывать электричество, но на  его выработку тратится небольшая часть солнечной энергии по сравнению с объемом отдачи.

Такое освещение хорошо подходит для мест розничной торговли, в офисных помещениях и школьных классах, где низкие потолки, или в зданиях, где необходимо освещение разных уровней яркости. 

Световоды используют как в регионах с большим количеством ясных дней, так и в регионах низкой солнечной активности.

Эти установки особо выгодны в регионах с высокими тарифами на электричество, быстро окупаются в коммерческих и офисных высотных зданиях, где внутреннее освещение необходимо круглосуточно.

Гибридные световоды состоят из оптоволоконных кабелей, часть которых преобразует естественный свет в электрический, а другая - проводит дневной свет внутрь помещения.

Устройство абсорбирует солнечный свет и передает его через оптоволоконный кабель внутрь помещения.

Cвет подается в специальную осветительную аппаратуру, которая содержит и электрические лампочки, и оптоволоконные световоды.

В световодах не происходит конверсии дневного света в электричество, все гораздо проще: внутри аппаратуры солнечный свет разделяется на видимый спектр лучей, который по оптоволокну передается внутрь освещения и на инфракрасное излучение, которое трансформируется в электрический ток. 

Инфракрасные лучи становятся электричеством за счет возникновения электродвижущей силы под действием электромагнитного излучения (фотовольтаический эффект).

Причем, после сепарирования инфракрасные лучи используются таким образом, что производимое электричество не имеет свойства нагревать осветительный прибор – он может подавать электричество сутками и оставаться холодным.

В течение дня установленный на крыше коллектор и вспомогательное зеркало собирают солнечную энергию, отслеживая ход светила по небу.

Коллекторная система сепарирует собранную энергию солнца на видимую часть и инфракрасные лучи.

Далее видимый сегмент радиации направляется в 127 оптоволоконных кабелей, связанных в один шнур, который соединен с гибридными осветительными приборами.

Эти приборы оснащены рассеивателями света, которые схожи по эффекту с флуорисцентными лампами, распределяющими свет во всех направлениях.

Инфракрасное излучение подается в ячейки, которые превращают солнечный свет в электричество. 

Мощность одного такого коллектора сопоставима с действием 8-12 флуорисцентных лампочек и способна обеспечить светом 300 м2 (1 тыс. футов)  территории внутри помещения.

В пасмурные дни или вечером гибридные световоды обеспечивают здание в большей степени электрическим светом.

Это возможно благодаря тому, что в ясные дни коллекторы собирают энергию солнца «прозапас».

Фотосенсоры автоматически вычисляют потребность в электричестве на каждое время суток и электроника сама убавляет или, наоборот, увеличивает яркость света в помещении.

Эксперты установили, что при наличии достаточного солнечного света гибридные световодные системы подают внутрь здания 80% естественного дневного света  и только 20%  искусственного, когда инфракрасное излучение подвергается фотовольтаическому эффекту. 

Иными словами, практически все внутреннее освещение обеспечивается напрямую естественным светом.

Гибридные системы тем и хороши, что в их производственном цикле потребность в переводе солнечной энергии в электричество, а затем электричества - в искусственное освещение, сведена к минимуму.

Гибридные оптоволоконные световоды могут быть объединены с другими альтернативными энергоисточниками, к примеру, с мощными солнечными панелями, устройство которых предусматривает накапливание энергии "прозапас".

Такое совмещение может дать сильный эффект: можно будет использовать солнечную энергию для наружного освещения прилегающей территории.

Наглядно гибридные оптоволоконные световоды прямого солнечного света выглядят следующим образом: на крыше здания устанавливается коллектор, который отслеживает путь Солнца и собирает его энергию.

От коллектора под потолком здания тянутся оптоволоконные провода, которые поставляют дневной свет в гибридные приборы освещения, с виду напоминающие франкойлы климатических систем.

Согласно сравнительному анализу, произведенному американскими специалистами, выходит, что средняя добавленная стоимость установленной системы гибридных оптоволоконных световодов в соотношении цент на кВт\ч  значительно ниже стоимости того же кВт\ч на нерегулируемом рынке электроэнергии в США.

Оценка производилась с учетом почасового тарифа в течение пиковых периодов спроса на электроэнергию.    

Сегодня в США гибридный оптоволоконный световод стоит $16 тыс. (из расчета, что эта установка обеспечит светом 300 м2 или 1 тыс. квадратных футов).

Плата за установку световода составляет от $500 до $2 тыс. в зависимости от специфики помещения.

В США покупателям гибридных световодов дается 30% скидка с НДС.  Также в ряде штатов делают региональную налоговую скидку, в результате стоимость световода составляет $8 тыс. Если покупатель заказывает несколько световодов на объект, производитель также делает скидку. 

В России пока не существует налоговых послаблений для тех, кто решит вложиться в энергоэффективные зеленые технологии.

По прогнозам экспертов, к 2020г. в США будет продаваться около 1 млн гибридных оптоволоконных световодов.

Несмотря на то, что технология требует существенных доработок, в ближайшие 5 лет в США будет использоваться 5 тыс. световодных систем,.

Это позволит экономить 50 млн кВт\ч ежегодно.

Рост спроса на системы прямого естественного освещения зданий в мире будет расти пропорционально снижению стоимости данных систем, а также с увеличением мощности оптоволоконных световодов, которые смогут обеспечивать высотные здания, начиная с первого этажа.

Гибридные оптоволоконные световоды прямого солнечного света в 10 раз эффективнее освещают помещения, чем другие известные на рынке солнечные батареи.

Световоды признаны эффективнее солнечных панелей, потому что служат прямым проводником дневного света внутрь помещения.

Эта технология требует конвертации небольшого объема солнечного света в электричество, световоды – суть прямые проводники естественного дневного света внутрь искусственного сооружения.

Поэтому оптоволоконные проводники имеют колоссальное преимущество по сравнению с традиционными солнечными панелями, чья поверхность способна воспринять от силы 15% всей энергии солнца.

Энергоэффективность обычных лампочек прямого накаливания выглядит более чем скромно на фоне проводящих способностей гибридных осветительных систем и составляет всего 2% от эффективности световодов.

Гибридные солнечные световоды способны транспортировать в здание 50% улавливаемой энергии солнца.

Гибридные световоды не эффективны при установке их на сильно покатой крыше, а также в домах с деревянным срубом. Не стоит устанавливать световоды на зданиях с высоким уровнем затенения соседними постройками.

К недостаткам световодов относится ограничения по длине проводящих оптоволоконных кабелей: с  помощью гибридных систем полноценно осветить можно первые два этажа.

SolarPoint (производитель световодов, США)

Гибридные световоды установлены:

• в университете штата Невада;
• в государственном университете в Сан-Диего;
• в университете в Лас-Вегасе;
• в ряде супермаркетов Wall-Mart;
• в Тихоокеанской Северо-Западной лаборатории в Ричладе и др.

Копирайтер: Прохорова Оксана