想象一下,如果我们能将这种技术扩展到整个地球,会怎样?这听起来像是一个狂想,但我们可以将其视为一个宏伟的愿景:“点亮整个地球”。地球自转导致了日夜交替,那么是否有可能借助光纤照明系统,让地球上的每个角落都能沐浴在光明之中?
首先,我们需要建立一个全球性的双向吸收、传输和释放装置系统。这是因为地球的自转导致某地必定有昼夜更替,而光路的可逆性使得这个设想变得可行。
接下来,我们面临的主要挑战是光线的传输问题。目前,光纤照明系统的光衰减限制了传输距离,最多只能达到30米。要解决这个问题,我们可以尝试两种方法:一是研发新型光纤,如跨洲际的光纤,这种光纤需要具有更低的衰减率;二是将光线转化为其他形式,如电磁波,然后传递回地球。
然而,要将这一狂想变为现实,我们需要克服众多技术难关。例如,目前使用的光纤衰减率较高,不适合传输光能。此外,整个系统的规模庞大,规划复杂,且光纤照明的成本较高。目前,点发光光纤的价格约为7元/米至8元/米,线发光光纤的价格约为17元/米至18元/米,发光器的价格约为2500元至3500元。
尽管挑战重重,但我们不能忽视这一宏伟目标背后的潜力。在建筑领域,自1983年以来,国际照明委员会已召开了多次国际建筑采光学术会议,建筑师们对建筑采光的研究日益深入。近年来,国内外学者提出了多种利用太阳光的采光方法和设想,这为我们实现“点亮整个地球”的梦想提供了宝贵的经验和启示。
展望未来,随着科技的进步和创新的不断涌现,我们有理由相信,在不久的将来,这一狂想将不再是遥不可及的梦想,而是成为现实,为地球带来更加光明的未来。
城市中,许多高层楼宇的房间由于采光不足,白天也亮着灯,这是许多城市普遍存在的问题。在楼顶或外墙安装带凸镜的采光装置,状如小型雷达,阳光聚集后通过光纤导向室内,期间还经过光源强化过程;室内则是一个漫射器,如球形灯般安装在天花或墙壁上,导入室内的阳光经过漫射,能保证室内需要的照明。这个原理简单却实用的产品名为“太阳光纤照明系统”。如果能投入高楼应用,将节省大量电能,而且自然可靠。
一个狂想————“点”亮整个地球
我们都知道由于地球自转等因素的影响产生了黑夜和白天,我们把上文所说的需要光的地方扩大化,即想象为在某一时刻地球无法照到的地方,那我们是否可以借助光纤照明系统来达到这一目的呢?
为了达到这一“奇迹”,首先我们要建立一个庞大的双向的吸收,传输释放装置系统(双向是考虑到地球的自转中,某地一天必定有黑夜和白昼。而聚光装置与末端装置的原理上光路的可逆性给我们提供了一些便利)。
然后要解决的事情是光的传输问题。现行的光纤照明系统由于光衰减的原因传输最大距离只能达到30米。我们可以通过两条途径来解决这一问题:一就是用类似于光纤通信,用跨洲际的光纤引导光线。但是这一条首先要在光纤的材料上有所突破,成功研制出更低衰减率的光纤或是“超导”光纤。
二就像科学家计划建设太空发电站考虑采用将电能转化为电磁波传回地球一样我们可以考虑将光线转换为其他形式进行传递.但是由于光本身就是电磁波,我们可以采取改变它的频率或采取其它措施以减少在光纤传导中消耗。
这一狂想实施的困难主要在于1许多技术难关未攻破。比如:由于现在使用的光纤衰减率很高,不适合传输光能。此系统庞大,不易规划且目前光纤照明的成本较高(点发光光纤价格约为7元/m~8元/m,线发光光纤价格约为17元/m~18元/m,发光器价格约为2500~3500元)。(资料)
建筑采光应用
自1983年以来,国际照明委员会就先后召开了四次国际建筑采光学术会议,1998年在德国Bregenz召开的照明大会(Licht''''98)会上,与会700多人,特别是建筑师对建筑采光十分关注。
建筑中如何有效地利用太阳光,近年来国内外建筑采光工作者提出了不少利用太阳光的采光方法和设想。