Хибридно соларно осветлениеНова технология за енергоспестяване Макар че хибридни слънчеви технологии за осветлението са все още в начален стадий на развитие, в сравнение със слънчевите фотоволтаични (PV) и слънчевите топлинни, тя има потенциал да се превърне в икономически ефективна технология. Хибридното осветление се различава коренно от фотоволтаиката и соларната термия. Чрез него се предава слънчева светлина в помещенията, за да се намали необходимостта от електрическо осветление в сградата. Системите за хибридно соларно осветление не преобразуват слънчевата светлина в електричество, а доставят естествена светлина директно в сграда и при правилно проектиране имат огромен потенциал за намаляване на потреблението на електроенергия.
текст инж. Вера Ангелова
Изкуственото осветление се смята за най-големия консуматор на електроенергия в търговските сгради. Хибридното слънчево осветление предлага интересни нови начини за намаляване на потреблението на енергия като същевременно осигурява значителни ползи, свързани с естественото осветление в търговските сгради.
Хибридното слънчево осветление спомага за спазването на изискванията на съвременните нормативни изисквания за енергийна политика и устойчиво развитие.
Технологията за хибридно осветление първоначално е разработена за приложенията на луминесцентното осветление, но наскоро беше доразвита за работа с източници на осветление с нажежаема жичка като лампи от типа параболичен алуминизиран рефлектор (PAR), които обикновено се използват в търговските помещения. Собствениците на търговски центрове – особено търговците на дребно – използват ниско ефективните PAR лампи заради техните оптични свойства и положителното им влияние върху продажбите. И все пак използването на това неефективно осветление е причина 55-70% от енергийните разходи на някои търговци на дребно да се дължат на осветлението и свързаните с него разходи за енергия.
Хибридното осветление има потенциала да намали значително разхода на енергия като същевременно запази или превиши изискванията за качество на осветлението. Въвеждането на технологията за хибридно соларно осветление води до значителна икономия на енергия и ще осигури на строителните мениджъри кратки срокове на изпълнение, енергийна ефективност, по-високо качество, икономически жизнеспособна алтернатива на лампите с нажежаема жичка.
Принципи на действие
Системата за хибридно слънчево осветление използва монтиран на покрива слънчев колектор, който концентрира видимата слънчевата светлина в сноп от пластмасови оптични влакна. Оптичните влакна проникнат през покрива и разпръскват слънчевата светлина до множество „хибридни” осветителни тела в сградата. Хибридните осветителни тела смесват естествената светлина с изкуствена светлина (с променлива интензивност), за да поддържат постоянно ниво на осветление в стаята. Един колектор захранва осем флуоресцентни хибридни осветителни тела, които могат да осветяват около 1000 квадратни метра площ.
Когато слънчевата светлина е изобилна, оптичните влакна в осветителните тела предоставят цялата или повечето от светлината, необходима за дадена площ. Тогава, когато слънчевата светлина е малко или изобщо няма такава, интензивността на изкуствената светлина се контролира от сензор, за да се поддържа желаното ниво на осветеност. За разлика от традиционните електрически лампи, естествената светлина произвежда малко или никаква отпадна топлина, ефикасността й е 200 лумена/ват (l/W), и осветителното тяло е студено при допир. Това е така, защото слънчевият колектор на системата премахва инфрачервената (IR) светлина от слънчева светлина – тази част на спектъра, която създава голяма част от топлината в традиционните крушки. Тъй като оптичните влакна губят светлина при увеличаване на дължината, в момента е разумно да се използва хибридно слънчево осветление за площи на последен етаж или в едноетажни помещения. Сегашната оптимална дължина на оптичното влакно е не повече от 3 метра.
Технологията хибридно слънчево осветление може да се раздели и да се използват различни части слънчева светлина за различни приложения. По този начин, видимата светлина може да се използва директно за осветление, а инфрачервеното лъчение може да се използва за производство на електроенергия или за генериране на топлина за гореща вода или за отопляване на пространството. Оптималното използване на тези дължини на вълните е във фокуса на непрекъснати проучвания и усилия за развитие.
Предимства на хибридното слънчево осветление
Електрическото осветление е най-големият консуматор на електроенергия в търговските сгради, а производството на тази електроенергия от конвенционални централи е най-сериозният причинител на замърсяването на въздуха. Хибридното осветление може да способства за спестяването на електроенергия в зависимост от количеството и интензитета на наличната слънчева светлина.
От технологията за хибридно слънчево осветяване може да се възползват сгради, особено на места, където освен осветлението, охлаждането на пространството е значителен консуматор на енергия.
Пълноспектровите системи за слънчева енергия предлагат нови и реалистични ползи в областта на енергетиката, екологията и икономиката. Тъй като хибридното слънчево осветление няма инфрачервен компонент, то може да се счита за високоефективен източник на светлина. Хибридното слънчево осветление притежава и редица други предимства. При прекарване на самата инсталация отворите в покрива са малко и мининални по размер, което намалява вероятността от поява на течове.
Инфрачервената и ултравиолетовата енергията от слънчевото лъчение се отделя от видимата светлина, а не се пренася в сградите. Натоварването от отопление, вентилация и климатизация (ОВК) по този начин се намалява с 5 до 10%, в сравнение с конвенционалните сгради с електрически осветителни системи.
Хибридните системи за слънчево осветление са лесно приспособими към търговски сгради с няколко етажа, сравнително малки височини на тавана и стените, въпреки че в момента работата на оптичните влакна е оптимизирана за последните два етажа. Единна система може да разпространява достатъчно слънчева светлина за едновременно осветяване на няколко различни помещения в една типична офис сграда.
При инсталирането не са необходими големи технологични пространства – зоната между покрива и тавана. Така се намалява вероятността за конфликти с другите строителни услуги, като въздуховоди, спринклерни системи и електрически проводници.
Хибридното слънчево осветление може да се използва както за директно осветяване на околното пространство (като при капандурите), така и за индиректно осветяване, нормирано осветяване и акцентно осветяване.
Когато става въпрос за реновиране на сградите, хибридното соларно осветление лесно може да бъде включено в съществуващата конструкция и електрическа система на сградата, а оптичните влакна могат да бъдат пренасочвани към различни места в зависимост от променящите се нужди от светлина в отделните пространства. Чрез умишлена промяна на положението на слънчевия колектор спрямо слънцето, обитателите могат дори да приглушат или намалят разпръскваната слънчева светлина.
Потенциални възможности за приложение
Първото търговско приложение на хибридно слънчево осветление вероятно ще бъде в горните два етажа на сграда със следните характеристики: разположение в локации, където дневните цени на електроенергията са най-високи; заети са всеки ден, включително събота и неделя, както и качеството на осветлението (или отдаването на цветовете) е важно и в момента се използват по-малко ефективни електрически лампи.
Хибридното слънчево осветление първоначално е насочено към търговските сгради, тъй като осветяването на тези сгради вероятно представлява по-голямата част от сметката за електроенергия. Използването му от домакинства може да не е много удачно, тъй като разходните предимства там не са толкова големи. Въпреки това, някой административни и бизнес обекти ще имат полза от използването на технологиите за хибридно соларно осветление, тъй като те намаляват употребата на обикновени електрически лампи и натоварването на климатични системи свързано с тях ще доведе до спестяване на енергия.
Останалите предимства включват подобряване на качеството на осветлението и положително въздействие върху околната среда, тъй като се намалява необходимостта от генериране на електричество. Проектите за ново строителство предлагат изключителни възможности за цялостен дизайн на сграда, която използва високоефективни системи, които могат да създадат добри условия на труд и живот при сведени до минимум оперативни разходи. Успешният баланс между тези фактори и разходите и плановите въпроси е ключът към създаването на добре проектирани и ефективно функциониращи съвременни сгради.26/11/2012 |
