Un equipo de investigadores de la NTU (UNIVERSIDAD Tecnológica de Nanyang) en Singapur ha diseñado un dispositivo "inteligente" para recolectar la luz solar y transmitirla a espacios subterráneos, reduciendo la necesidad de aprovechar las fuentes de energía tradicionales para la iluminación.
En Singapur, las autoridades han estado estudiando formas de aumentar el espacio vital y productivo durante algún tiempo. Lo hicieron con un enorme piso de granjas verticalesy evaluó la viabilidad de excavar más profundo bajo tierra para crear nuevos espacios de infraestructura, almacenamiento y servicios.
Por lo tanto, se espera que la demanda de iluminación subterránea las 24 horas del día aumente en el futuro en el estado asiático.
Aprovecha la luz del sol
Para desarrollar un dispositivo de captación de luz solar que pueda satisfacer de manera sostenible esta necesidad, el equipo de NTU se inspiró en la lupa, que se puede utilizar para enfocar la luz solar en un punto.
¿Cómo se fabrica el dispositivo?
Los investigadores utilizaron una esfera acrílica estándar, una única fibra óptica de plástico (un tipo de cable que lleva un haz de luz de un extremo al otro) y servomotores.
El dispositivo se coloca en el suelo y concentra la luz solar en la esfera acrílica. El sistema permite que los rayos de luz paralelos formen un foco nítido en el lado opuesto. Luego, la luz solar concentrada se recoge del extremo de un cable de fibra y se transporta bajo tierra.
Mientras tanto, los servomotores ajustan automáticamente la posición del extremo del cable de fibra para optimizar la cantidad de luz solar que se puede recibir y transportar a medida que se mueve el sol.
Desarrollado por el profesor asistente Yoo Seong Woo de la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica y el Dr. Charu Goel, Investigador principal del The Photonics Institute de NTU, se informó de la innovación en la revista científica Solar Energy a principios de este mes.
Una auténtica innovación
El dispositivo supera varias limitaciones de la tecnología actual de captación solar. En los concentradores solares convencionales, los grandes espejos curvos son movidos por motores para alinear los espejos con los rayos del sol. Los componentes de estos sistemas están sujetos a factores ambientales como la humedad, lo que aumenta la necesidad de mantenimiento.
El dispositivo NTU, sin embargo, está diseñado para usar la forma redonda de la esfera acrílica. Esto lo hace mucho más compacto y más fácil de administrar.
El prototipo diseñado por los investigadores pesa 10 kg y tiene una altura total de 50 cm. Para proteger la esfera de las condiciones ambientales (luz ultravioleta, polvo, etc.), los investigadores construyeron una “cubierta” transparente de policarbonato de 3 mm de espesor.
Lámparas para iluminación diurna y nocturna
El autor principal del estudio, el prof. Charu Goel cree que sería útil integrar el dispositivo en la infraestructura existente.
El equipo de NTU cree que la luminaria es ideal para montar como una farola normal. Recogería la luz solar durante el día para iluminar los espacios subterráneos y se iluminaría por la noche utilizando electricidad.
En caso de lluvia o cielo nublado con poca luz solar, una bombilla LED instalada justo al lado del extremo emisor del cable de fibra se encenderá automáticamente. Esto garantizará que el dispositivo pueda iluminar los espacios subterráneos durante todo el día sin interrupciones.
Luz solar: el subsuelo es mejor que los LED
En pruebas en entornos subterráneos, los investigadores de NTU encontraron que la eficacia luminosa del dispositivo es de 230 lúmenes / Watt.
Esto supera con creces las bombillas LED disponibles en el mercado, que tienen una salida típica de 90 lúmenes / vatio.
La eficacia luminosa de este dispositivo de bajo costo puede iluminar con luz solar estacionamientos, ascensores y pasillos subterráneos en ciudades densamente pobladas.
También es fácilmente escalable: dado que la capacidad de captura de luz de la lente esférica es proporcional a su tamaño, basta con variar la esfera para variar la potencia.
