Półprzewodnikowe źródła światła oraz Internet rzeczy pozwalają na oświetlanie pomieszczeń światłem dziennym
Światło dzienne ma kluczowe znaczenie dla ludzkiego zdrowia, samopoczucia i produktywności. Tymczasem trzy czwarte populacji Europejczyków żyje dzisiaj w miastach, gdzie na skutek szybko zachodzących procesów urbanizacji i rosnącej gęstości zaludnienia buduje się wielopiętrowe budynki, które ograniczają dostęp do światła dziennego. Członkowie finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu ELLIOT(odnośnik otworzy się w nowym oknie) postanowili zająć się tym problemem i opracowali ekosystem połączonych ze sobą i ustandaryzowanych, spektralnie regulowanych urządzeń oświetleniowych, pozwalających na oddawanie światła zbliżonego do naturalnego światła dziennego, uwzględniając także jego zmiany w ciągu dnia. „Jest to pierwsza opłacalna technologia, dzięki której jesteśmy w stanie naśladować dowolne widmo, łącznie z perfekcyjną imitacją światła słonecznego w pomieszczeniach i przestrzeniach o ograniczonym dostępie światła dziennego”, opowiada dr Josep Carreras, koordynator projektu oraz założyciel i dyrektor ds. technologii firmy Ledmotive Technologies.
Opracowanie źródła LED
Badacze wykorzystali niezależnie kontrolowane, wąskopasmowe diody elektroluminescencyjne (LED) jako podstawę do zbudowania źródła światła – LED-owego odpowiednika konwencjonalnej lampy, pozwalającej na uzyskanie dowolnego rodzaju światła. Technologia ta rejestruje, przetwarza i odtwarza dowolne widmo światła w czasie rzeczywistym, niezależnie od tego, czy światło to jest naturalne, sztuczne czy dostosowane do konkretnego celu. Istnieje również możliwość zaprogramowania źródła światła w taki sposób, by wywierało pozytywny wpływ na zdrowie i produktywność w różnych sytuacjach. „Dzięki naszym wielokanałowym źródłom LED możliwe jest imitowanie dowolnego widma światła (np. światła słonecznego), podczas gdy inne technologie wykorzystujące diody czerwone, niebieskie i zielone pokrywają zaledwie część widma”, tłumaczy Carreras. „To sprzyja synchronizacji z ludzkim naturalnym rytmem dobowym, poprawiając czujność, wydajność i nastrój, a także wspomagając radzenie sobie z reakcjami organizmu na zmiany pór roku”. Z tego powodu badacze zaprojektowali i skonstruowali siedmiokanałowy, moduł LED wytwarzający światło o różnej długości fali, który obejmuje widzialny zakres bez luk w rozkładzie widmowym energii, zapewniając dokładność spektralną na niespotykanym dotąd poziomie oraz sześciokrotne obniżenie kosztów w porównaniu do wcześniejszych prototypów. Opracowali również przyjazną dla użytkownika platformę IoT, która nie tylko kontroluje widmo światła, ale pełni także funkcję strony społecznościowej, dostarczającej narzędzia projektantom oświetlenia i innym użytkownikom końcowym.
Szeroki zakres zastosowań
System oświetlenia został przetestowany w różnych scenariuszach, w tym w badaniu pilotażowym przeprowadzonym w biurach firmy ARUP Consulting Engineers w Londynie. Za pomocą spektroradiometru co sekundę mierzono światło dzienne na zewnątrz. Urządzenie mierzyło zarówno częstotliwość, jak i amplitudę światła emitowanego ze źródła światła i imitowało je we wnętrzu budynku w czasie rzeczywistym. Umieszczony na dachu budynku spektrometr IoT mierzył światło na zewnątrz i przekazywał dane do systemu oświetleniowego Ledmotive za pośrednictwem chmury, wpływając bezpośrednio na oświetlenie wewnątrz budynku. Jak twierdzi Carreras: „subtelne zmiany widma na zewnątrz przekładały się na subtelne i płynne zmiany widma wewnątrz budynku dzięki instalacji biurowej uważanej za pierwszą tego typu na świecie, w ramach której strumień światła dziennego, którego parametry są ustalane na podstawie pomiarów wykonanych przy pomocy spektrometru, jest doprowadzany do wnętrza budynku”. Z tego też powodu projekt ELLIOT toruje drogę dla nowej ery oświetlenia cyfrowego, umożliwiając pełne dostosowanie widma nawet przez użytkowników nie będących ekspertami z myślą o szerokim zakresie zastosowań rynkowych, takich jak oświetlenie antropocentryczne dla poprawy zdrowia i produktywności oraz oświetlenie sadów, sklepów czy muzeów. „Spodziewamy się, że projekt będzie miał istotny wpływ na przemysł oświetleniowy, dzięki opracowaniu technologii imitacji prawdziwego światła dziennego”, podsumowuje Carreras.
