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南大研發省電智能裝置 捕捉日光照明地下空間

2021 年 4 月 3 日 数码金庸

這款裝置以放大鏡爲原理,使用亞克力球集中陽光,並通過光纖電纜來運輸。電纜吸收太陽能的一端裝有用芯片驅動的小型發動機,可通過衛星定位自動調整捕捉日光的最佳角度。

南洋理工大學科學家設計智能裝置捕捉日光,可用于地下空間,比LED燈泡更省電、更明亮。

隨著我國探討開發更多地下空間用于基礎設施和儲藏,對于24小時全天候地下照明的需求未來將顯著增加。

南大電機與電子工程學院助理教授劉誠又和南大光子學研究院首席研究員查魯·戈爾(Charu Goel)博士聯手設計一款智能裝置,能隨著太陽的角度,吸收和過濾太陽能,再通過光纖電纜將日光傳輸到地下層。

查魯·戈爾受訪時指出,目前市面上的太陽能集中器多數使用重型發動機移動大型曲面鏡來捕捉日光。他們設計的裝置小巧輕便,重量只有10公斤,高僅50公分。這款裝置以放大鏡爲原理,使用亞克力球集中陽光,並通過光纖電纜來運輸。電纜吸收太陽能的一端裝有用芯片驅動的小型發動機,可通過衛星定位自動調整捕捉日光的最佳角度。

她說:“一個典型的LED燈泡每瓦特能産生大約90流明(lumens)的亮度,而我們的設計可直接將日光的可見光譜通過塑料光纖電纜傳送到地下層,每瓦特能産生大約230流明的亮度。”

由于這個裝置比LED燈泡更省電,在過濾太陽能的過程中剔除了紅外線和紫外線,因此它所産生的燈光不會提高室內溫度,長久下來有助于減少室內的冷氣使用量,節省更多電力資源。

查魯·戈爾舉例說,裝置可適用于路燈,按照路燈面積的大小,使用者只要調整亞克力球的尺寸便可變換所需的亮度。

目前裝置所使用的塑料光纖電纜只能將日光完整傳導20公尺,即地下二層,但如果使用較昂貴的玻璃光纖電纜,運輸距離則不受限。

劉誠又受訪時說:“我們的設計使用的原材料都能在市場上購買,便于大規模生産。高密度城市缺乏空間,這種裝置輕便小巧,很容易融入現有的城市設施。”兩名研發者目前也探討在裝置上安裝太陽能電池,將無法捕捉到的剩余太陽能轉化爲電能儲存起來,在沒有陽光的情況下加以利用。

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