Singapurs Solarkonzentrator leitet Tageslicht in den Untergrund

Singapur ist überfüllt. Auf dem winzigen Inselstaat leben bereits rund 5,6 Millionen Menschen, er ist damit etwa so dicht besiedelt wie New York City – Tendenz steigend.

Um mehr Platz für zukünftige Bewohner zu schaffen, nutzt die Regierung den Raum unter der Oberfläche Singapurs und baut unterirdische Versorgungsanlagen, Lagereinrichtungen und mehr.

Jetzt haben Forscher der Nanyang Technological University (NTU) einen kompakten Solarkonzentrator entwickelt, um diese unterirdischen Räume nachhaltig zu beleuchten – und er funktioniert, indem er automatisch der Sonne folgt.

Ein Solarkonzentrator ist wie eine Lupe – er nimmt die Sonnenstrahlen auf und bündelt sie in einen heißen Lichtstrahl.

Normalerweise wird dieser Strahl auf einen Empfänger gestrahlt, der die Sonnenenergie zu einem Kraftwerk transportiert, wo sie in Strom umgewandelt werden kann – es ähnelt dem Verfahren zur Stromerzeugung aus herkömmlichen Solarpaneelen, ist jedoch effizienter.

In einem herkömmlichen Solarkonzentrator wirken große Spiegel wie eine Lupe und erzeugen den Strahl, der auf den Empfänger fällt. Leistungsstarke Motoren passen die Position der Spiegel im Laufe des Tages an, um sicherzustellen, dass sie die maximale Menge an Sonnenlicht einfangen.

Diese Systeme können riesig sein und mehrere Quadratkilometer Land mit Tausenden von Spiegeln und Motoren beanspruchen. Sie können auch kompliziert in der Konstruktion und teuer in der Wartung sein.

Der Solarkonzentrator von NTU ist darauf ausgelegt, das Sonnenlicht selbst zu transportieren – es findet keine Umwandlung in Elektrizität statt. Es besteht aus handelsüblichen Teilen und ist viel, viel kleiner als herkömmliche Systeme.

„Aufgrund der Platzbeschränkungen in dicht besiedelten Städten haben wir das Tageslichtnutzungssystem bewusst so konzipiert, dass es leicht und kompakt ist“, sagte Forscher Yoo Seongwoo in einer Pressemitteilung.

„Dadurch könnte unser Gerät bequem in die bestehende Infrastruktur im städtischen Umfeld integriert werden.“

Anstatt Spiegel für ihren Solarkonzentrator zu verwenden, verwendete NTU eine klare Acrylkugel. Sonnenlicht trifft auf die Kugel und wird wie bei einem Spiegel zu einem Strahl gebündelt. Dieser Strahl strahlt dann in ein Ende eines Glasfaserkabels hinein und am anderen Ende wieder heraus, wie ein Rohr für Sonnenlicht.

Da die Kugel rund ist, fängt sie Sonnenlicht aus jeder Richtung ein – es ist nicht nötig, sie wie bei einem spiegelbasierten Solarkonzentrator mit Motoren zu bewegen – aber die Position des konzentrierten Lichtstrahls, den sie erzeugt, bewegt sich mit der Sonne (wie bei einer umgekehrten Sonnenuhr). .

Um dieses Problem zu lösen, verband die NTU winzige Motoren mit Computerchips, die mit den GPS-Koordinaten eines Solarkonzentrators vorgeladen werden konnten. Diese Motoren bewegen das Ende des Kabels den ganzen Tag über automatisch, um dem Balken zu folgen.

Sensoren am Ende des Kabels messen die Helligkeit des Lichts. Diese Messungen können auch dazu führen, dass die Motoren das Kabel bewegen, wenn es nicht an der idealen Stelle zu sein scheint.

Direkt neben der Kugel befindet sich eine LED-Glühbirne (betrieben mit Strom), die sich nachts und an bewölkten Tagen automatisch einschaltet und dafür sorgt, dass rund um die Uhr Licht das andere Ende des Kabels erreicht.

Bei Tests in einem stockfinsteren Raum erzeugte der Solarkonzentrator Licht effizienter als handelsübliche LED-Glühbirnen (230 Lumen/Watt im Vergleich zu 90 Lumen/Watt).

Das NTU-Team stellt sich vor, dass das System ähnlich einer Straßenlaterne auf Masten montiert wird. Über das Kabel könnte es dann Tiefgaragen, Aufzüge und Gehwege mit Licht versorgen.

Als Bonus würde die LED-Lampe, die nachts und an bewölkten Tagen leuchtet, Menschen über der Erde mit Licht versorgen – und daran mangelt es in Singapur nicht.

Wir würden uns freuen, von Ihnen zu hören! Wenn Sie einen Kommentar zu diesem Artikel haben oder einen Tipp für eine zukünftige Freethink-Geschichte haben, senden Sie uns bitte eine E-Mail an [email protected].