Como levar a luz do Sol para dentro de casa

As "bolas de cristal" captam a luz e as envia para a escuridão por meio de fibras ópticas.
[Imagem: NTU Singapore]

Sol sob demanda

É bem conhecido o uso de garrafas PET com água, instaladas no teto ou nas paredes, para iluminar o interior de ambientes sem gastar eletricidade.

Mas Charu Goel e Seongwoo Yoo, da Universidade Tecnológica Nanyang, em Cingapura, queriam algo "mais tecnológico" - e, claro, mais versátil e mais eficiente.

Eles então substituíram a garrafa PET por esferas de vidro ou de acrílico, que funcionam como uma lente para concentrar a luz solar.

Mas aí acabam as similaridades com o sistema de baixo custo: A luz é capturada da esfera e levada para onde será usada por meio de fibras ópticas.

Além de permitir a instalação de tantas esferas quantas sejam necessárias sem mexer na construção, a luz pode ser levada para longas distâncias - os pesquisadores estão focando seu trabalho na iluminação de espaços subterrâneos.

Coletor de luz solar

Assim como uma lupa, a bola de vidro funciona como concentrador solar, permitindo que raios de sol paralelos formem um foco nítido em seu lado oposto.

Essa luz solar focalizada é então coletada por cabos de fibra óptica, que a transportam até o local a ser iluminado - a luz é emitida diretamente pela extremidade do cabo de fibra.

Para otimizar a quantidade de luz solar que pode ser recebida e transportada conforme o sol se move no céu, pequenos motores de passo ajustam automaticamente a posição da extremidade de coleta das fibras.

Pode parecer high-tech demais, mas o sistema é mais simples e mais barato do que os sistemas de movimentação dos grandes concentradores parabólicos espelhados dos sistemas convencionais.

Esquema de funcionamento da esfera coletora de luz.
[Imagem: Charu Goel/Seongwoo Yoo - 10.1016/j.solener.2020.12.071]

Melhor que LED

Em experimentos em um depósito totalmente escuro (para simular um ambiente subterrâneo), a eficácia luminosa do dispositivo - a medida de quão bem uma fonte de luz produz luz visível usando 1 Watt de energia elétrica - é de 230 lumens/Watt.

Isso excede em muito a eficácia das lâmpadas LED disponíveis comercialmente, que têm uma saída típica de 90 lumens/Watt.

"Nossa inovação compreende materiais prontos para uso, disponíveis comercialmente, tornando-a potencialmente muito fácil de fabricar em escala. Devido às restrições de espaço em cidades densamente povoadas, projetamos intencionalmente o sistema de colheita de luz natural para ser leve e compacto. Isto o torna conveniente para ser incorporado na infraestrutura existente no ambiente urbano," disse o professor Yoo.

Bibliografia:

Artigo: Hybrid daylight harvesting system using static ball lens concentrator and movable optical fiber
Autores: Charu Goel, Seongwoo Yoo
Revista: Solar Energy
Vol.: 216, Pages 121-132
DOI: 10.1016/j.solener.2020.12.071

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