Сингапурский солнечный концентратор направляет дневной свет под землю

Сингапур переполнен. На крошечном островном государстве уже проживает около 5,6 миллиона человек, что делает его примерно таким же густонаселенным, как Нью-Йорк, — и население продолжает расти.

Чтобы освободить больше места для будущих жителей, правительство использует пространство под поверхностью Сингапура, строя подземные коммунальные предприятия, складские помещения и многое другое.

Теперь исследователи из Наньянского технологического университета (NTU) разработали компактный солнечный концентратор для устойчивого освещения этих подземных пространств — и он работает, автоматически следуя за солнцем.

Солнечный концентратор подобен увеличительному стеклу: он берет солнечные лучи и фокусирует их в горячий луч света.

Обычно этот луч направляется на приемник, который транспортирует солнечную энергию на электростанцию, где она может быть преобразована в электричество — это похоже на процесс, используемый для производства электроэнергии из стандартных солнечных панелей, но более эффективно.

В обычном солнечном концентраторе большие зеркала действуют как увеличительное стекло, создавая луч, попадающий на приемник. Мощные моторы регулируют положение зеркал в течение дня, чтобы они улавливали максимальное количество солнечного света.

Эти системы могут быть огромными, занимая несколько квадратных миль земли с тысячами зеркал и двигателей. Они также могут быть сложны в изготовлении и дороги в обслуживании.

Солнечный концентратор NTU предназначен для передачи самого солнечного света — без преобразования в электричество. Он сделан из готовых деталей и намного меньше обычных систем.

«Из-за нехватки места в густонаселенных городах мы намеренно разработали систему сбора дневного света, чтобы она была легкой и компактной», — сказал исследователь Ю Сону в пресс-релизе.

«Это сделало бы удобным включение нашего устройства в существующую инфраструктуру городской среды».

Вместо того, чтобы использовать зеркала для своего солнечного концентратора, NTU использовала прозрачный акриловый шар. Солнечный свет попадает на мяч и концентрируется в луч так же, как это происходит в зеркале. Затем этот луч попадает на один конец оптоволоконного кабеля и выходит на другой конец, как труба для солнечного света.

Поскольку шар круглый, он улавливает солнечный свет с любого направления — нет необходимости перемещать его с помощью двигателей, как солнечный концентратор на основе зеркала — но положение концентрированного луча света, который он производит, движется вместе с солнцем (как обратные солнечные часы). .

Чтобы решить эту проблему, NTU подключил крошечные моторы к компьютерным чипам, в которые можно было предварительно загрузить GPS-координаты солнечного концентратора. Эти двигатели автоматически перемещают конец кабеля в течение дня, чтобы следовать за лучом.

Датчики на конце кабеля измеряют яркость света. Эти измерения также могут привести к тому, что двигатели начнут перемещать кабель, если кажется, что он находится не в идеальном месте.

Светодиодная лампочка (работающая от электричества) расположена рядом с шаром — она включается автоматически ночью и в пасмурные дни, обеспечивая круглосуточный доступ света к другому концу кабеля.

Во время испытаний в абсолютно темной комнате солнечный концентратор производил свет более эффективно, чем имеющиеся в продаже светодиодные лампы (230 люмен/Вт по сравнению с 90 люмен/Вт).

Команда НТУ предполагает, что систему можно будет установить на столбах, подобных уличному фонарю. Затем он сможет подавать свет на подземные автостоянки, лифты и пешеходные переходы по кабелю.

В качестве бонуса светодиодная лампа, которая светится ночью и в пасмурные дни, будет обеспечивать светом людей, находящихся над землей, а в Сингапуре нет недостатка в них.

Мы хотели бы услышать от вас! Если у вас есть комментарий к этой статье или совет для будущей истории Freethink, напишите нам по адресу [email protected].